DE2101719B2

DE2101719B2 - Beatmungsgeraet

Info

Publication number: DE2101719B2
Application number: DE19712101719
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Sa Le Materiel Medical Scientifique Pau (frankreich)
Current assignee: Mms Sa 94250 Gentilly Fr
Priority date: 1970-01-16
Filing date: 1971-01-15
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2074673A1; DE2101719C3; DE2101719A1; BE761571A; GB1281802A; US3815593A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Beatmungsgerät mit einer Steuerschaltung aus einem mono- und einsm bistabilen dynamischen Strömungsmittelverstärker, mit in der Atemgasleitung angeordneten Ventilen zum Einstellen der Durchflußmenge und zum von der Steuerschaltung gesteuerten Unterbrechen des Atemgasstromes, wobei der Arbeitsausgang des monostabilen Verstärkers mit einem ersten Steuereingang des bistabilen Verstärkers und dessen Arbeitsausgang mit dem gesteuerten Ventil in der Atemgasleitung und einem Ausatemventil am Anschlußstück für die Atemmaske verbunden ist, und eine Detektorleitung von der Atemgasleitung vor dem Anschlußstück zu den Steuereingängen der Verstärker vorgesehen ist.

In der DT-OS 19 43 451 wurde bereits ein Beatmungsgerät mit einer Steuerschaltung aus dynamischen Strömungsmittelverstärkern vorgeschlagen. Bei diesem Gerät sind Einstellmöglichkeiten für Beatmungsparameter vorgesehen und im Atemgasweg ein Steuerventil angeoidnet. Bei diesem Gerät sind vier Strömungsmittelverstärker, ein Oszillator, eine einstellbare Zeitsteuerung und eine Vielzahl weiterer Regelungsmittel vorgesehen, wodurch sich das Gerät in der Herstellung verteuert, seine Störanfälligkeit steigt und seine Abmessungen verhältnismäßig groß sind.

Auch das in der DT-OS 20 29 684 beschriebene Beatmungsgerät weist eine verhältnismäßig große Anzahl von Regelungsmitteln und wenigstens vier Strömungsmittelverstärker auf, so daß die oben angeführten Nachteile auf dieses Gerät ebenfalls zutreffen.

Zwar ist aus der US-PS 33 68 555 ein Beatmungsgerät bekannt, welches mit nur zwei Strömungsmittelverstärkern auskommt, dieses bekannte Gerät baut aber ebenfalls verhältnismäßig groß, weil die gesamte Speiseluft durch die beiden Verstärker strömt, so daß diese Verstärker auf den Gesamtdurchsatz des Geräts abgestellt sein müssen. Es ist deshalb bei dem bekannten Beatmungsgerät nicht möglich, miniaturisierte Strömungsmittelverstärker zu verwenden. Auch treten beim bekannten Beatmungsgerät während des Betriebs verhältnismäßig große Atemgasverluste auf, wodurch die Leistung des bekannten Geräts vermindert ist. Durch die Strömungsmittelverluste kommt es auch zu unerwünschter Geräuschbildung. Bei den beschriebenen bzw. bekannten Beatmungsgeräten ist darüber hinaus keine Regelung der Speiseluft in Abhängigkeit vom Bedarf und den Beatmungspausen möglich, so daß diese Geräte nicht universell einsetzbar sind und insbesondere in der Medizin die an sie gestellten Forderungen nicht erfüllen können.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beatmungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches in seinen Abmessungen verkleinert und im Aufbau vereinfacht ist, universell einsetzbar und darüber hinaus wenig störanfällig ist, so daß es auch in rauhem Betrieb und beispielsweise bei fahrendem Krankenwagen seine Funktion voll erfüllt.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ruheausgang des monostabilen Verstärkers über ein einstellbares Ventil mit dem dessen Arbeitsausgang gegenüberliegenden ersten Steuereingang und der Ruheausgang des

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bistabilen Verstärkers über einen Zeitkreis mit einem dritten Steuereingang auf der gleichen Seite wie der erste Steuereingang des bistabilen Verstärkers verbunden ist, und daß die Detektorleitung mit den den ersten Steuereingängen gegenüberliegenden zweiten Steuereingängen der Verstärker verbunden ist.

Für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind noch in den Ansprüchen 2 bis 5 beansprucht.

Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät ist universell einsetzbar und durch seine kompakte Bauweise wenig störanfällig, wobei der Beatmungsverlust während der Ausatmungsphase des Patienten praktisch vernachlässigbar klein ist, so daß der Verbrauch an Beatmungsgas gegenüber bekannten Geräten erheblich geringer ist. Das Gerät nach der Erfindung läßt sich insbesondere in der Medizin mit Erfolg einsetzen, wobei sein geringes Gewicht und seine geringen Abmessungen den Einsatz auch bei beengten Raumverhältnissen oder während des Transports zulassen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Beatmungsgeräts,

Fig.2 eine Ansicht des Gerätes in Verbindung mit seinem Zubehör,

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Beatmungsgerätes,

Fig.4 einen Schnitt durch ein in dem Gerät der F i g. 3 verwendetes druckgesteuertes Relais bei Zufuhr von Beatmungsgas, und

F i g. 5 einen Schnitt entsprechend der F i g. 4 durch das Relais während der Ausatmung des Patienten.

Das Beatmungsgerät, das in F i g. 1 schematisch j; dargestellt ist, ist mit einer unter Druck stehenden Strömungsmittelquelle 1 verbunden, die komprimierten Sauerstoff oder komprimierte Luft unter einem Druck von beispielsweise 3 Bar liefert. Zwischen dem Gerät und der Quelle 1 ist ein Druckregler 2 angeordnet, der w an seinem Ausgang einen von dem Druck des von der Strömungsmitteiquelle gelieferten Strömungsmittels unabhängigen und diesem gegenüber verringerten Druck abgibt, der beispielsweise zwischen 2,3 — 4,5 Bar betragen kann, ohne die Arbeitsweise des Gerätes in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen. Ein Druck von 3 Bar ist deswegen gewählt, weil er dem für Gasrohrleitungssystem üblichen Gasdruck entspricht.

Der Ausgang des Druckreglers 2 ist einerseits mit einem Haupteingang PS 3 eines monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 über eine Drosselstelle 4, weiche zur Verringerung des Druckes am Eingang des Verstärkers 3 dient, und andererseits über ein Ventil 6, welcher zum Einstellen des Beatmungsgrenzdruckes dient, mit einem Eingang PS 5 eines bistabilen Flüssigkeitsverstärkers 5 verbunden.

Der monostabile Flüssigkeitsverstärker 3 weist zwei Ausgänge AO3 und A 13, die asymmetrisch zueinander angeordnet sind und jeweils dem Ruhezustand und dem Schaltzustand entsprechen, und einen auf der Seite des m) Ruheausgangs AO 3 angeordneten ersten Steuereingang C 33, sowie einen auf der Seite des Arbeitsausgangs A 13 angeordneten zweiten Steuereingung C 43 auf. Die Arbeitsweise eines derartigen monostabilen Flüssigkeitsverstärkers ist bekannt. h">

Wenn sich der Verstärker im Normalzustand oder »Ruhezustand« befindet, tritt das am Eingang PS 3 eintretende und unter Druck stehende Gas normalerweise geradlinig durch den Ausgang AO 3 aus. Wenn jedoch dem linken Steuereingang C 33 Gas zugeführt oder am Steuereingang C 43 eine Saugwirkung ausgeübt wird, bewirkt der Gasdruck bzw. die Saugwirkung automatisch die Ablenkung des Hauptgasstroms zum Ausgang A 13, wobei der Gasstrom so lange zu diesem Ausgang A 13 verläuft wie Gas am Eingang C 33 zugeführt oder die Saugwirkung am Eingang C 43 aufrechterhalten wird. Wenn am Steuereingang C 33 kein Gas mehr zugeführt oder die an den Steuereingang C 43 angelegte Saugwirkung aufgehoben wird, nimmt der Hauptgasstroni selbsttätig seinen ursprünglichen Weg wieder ein und tritt durch den Ausgang AO3 aus.

Der Ausgang AOZ des monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 ist mit dem Steuereingang C 33 desselben Verstärkers verbunden, wobei in dieser Verbindung ein Ventil 7 zum Einstellen des Schwellwerts des Unterdrucks bei Einatmungsbeginn angeordnet ist, wie weiter unten erläutert ist.

Der bistabile Flüssigkeitsverstärker 5 weist außer dem Eingang PS5 zwei symmetrisch zueinander angeordnete Ausgänge AO 5 und A 15 sowie einen ersten Steuereingang C35 und einen diesem , .egenüberliegend angeordneten zweiten Steuereingar g C 45 auf. Außerdem enthält der bistabile Verstärker 5 zwei weitere Steuerelemente, die entweder aus e/nem dritten und einem diesem gegenüberliegenden vierten Steuereingang Cl bzw. C2(Fig. 1) oder aus einer ersten und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Entlüftungsöffnung E 1 bzw. E 2 (Fig.3) bestehen. Der dritte Steuereingang Ci oder die erste Entlüftungsöffnung El ist jeweils auf der Seite des ersten Steuereingangs C35 und des Ausgangs AO5 angeordnet.

Bei dem bistabilen Verstärkers, dessen Ausgänge AO 5 und A 15 symmetrisch zueinander angeordnet sind, wird der durch den Haupteingang PS 5 eintretende Hauptgasstrom zu dem Ausgang AO5 abgelenkt, wenn den Steuereingängen C45 oder C 2 Gas zugeführt wird oder die Entlüftungsöffnung E2 verschlossen ist. Wenn dagegen den Steuereingängen C 35 oder C 1 Gas zugeführt wird oder die Entlüftungsöffnung E 1 verschlossen ist, wird der Hauptgasstrom zum Ausgang A 15 abgelenkt, und zwar so lange, bis dem Steuereingang C 35 kein Gas mehr zugeführt oder die Entlüftungsöffnung Ei geöffnet wird.

Der mit diesen beiden bekannten miniatrisierten pneumatischen Bauelementen aus Keramikglas erzielte Vorteil besteht darin, daß sie keine beweglichen Teile aufweisen. Ihre Arbeitsweise beruht auf der als »Wand-Effekt« bekannten Erscheinung, nach welcher eine Strömungsmittelströmung entlang einer benachbarten Wand verläuft, wenn diese mit der Hauptrichtung des Strahls einen ausreichend kleinen Winkel einschließt.

Wie Fi g. 1 zeigt, ist der Ausgang AOt des bistabilen Flüssigkeitsverstärkers 5 mit seinem ersten Steuereingang C 1 über einen Kreislauf verbunden, in dem hintereinander ein Ventil 8 zum Einstellen der Zeit für die Beatmungspuase, ein pneumatischer Schalter 9 zum Einstellen eines selbsttätigen Betriebsablaufs und ein Speicherbehälter 10 von konstantem Volumen angeordnet sind.

Der zweite Steuereingang C 35 des bistabilen Flüssigkeitsverstärkers 5 ist unmittelbar mit dem Ausgang A 13 des monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 verbunden, welcher dem Schaltzustand des monostabilen Verstärkers entspricht.

Der Ausgang A 15 des bistabilen Flüssigkeitsverstär-

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kers 5 ist einerseits mit dem Steuereingang eines als Relais wirkenden druckgesteuerten Ventils 11 und andererseits über eine Rohrleitung 12 mit dem Inneren eines Luftsacks 13 verbunden, der als Ventilschließkörper wirkt. Das Ventil 11 ist in einem Kreislauf in Reihe geschaltet, welcher den Ausgang des Druckreglers 2 mit einem Einwegventil 14 verbindet, das einerseits mittels einer biegsamen Schlauchleitung 15 mit einem Mundstück 16 verbunden ist. Der vorgenannte Kreislauf weist zwischen dem Ventil 11 und dem Einwegventil 14 hintereinander ein Ventil 17 zum Einstellen der Durchsatzmenge an Beatmungsgas und ein Venturirohr 18 auf, dessen Ausgang über eine Rohrleitung 19 mit dem Einwegventil 14 verbunden ist.

Das Einwegventil 14 weist eine mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehende und als Ausatmungsöffnung dienende öffnung 20, deren Verbindung mit der Eingangsöffnung durch den Luftsack 13 gesteuert wird, und eine weitere Öffnung 21 auf, die in ständiger Verbindung mit dem Innenraum des Ventils 14 und dem Mundstück 16 steht. Die öffnung 21 ist außerdem über eine Detektorleitung 22, an die ein kombinierter Druck- und Unterdruckmesser 23 angeschlossen ist, mit den beiden zweiten Steueröffnungen C 43 und C45 der Verstärker3 und 5 verbunden.

Es soll nun die Arbeitsweise des Beatmungsgerätes für den Fall beschrieben werden, daß das Gerät in Abhängigkeit von dem Bedarf arbeitet, d. h. die Steuerung der einzelnen Arbeitsphasen durch Ein- und Ausatmungsversuche des Patienten erfolgt, und mit Sauerstoff gespeist wird. Zu diesem Zweck wird der Stellhebel des Schalters 9 in die Stellung »Halt« gebracht, welche der Schließstellung dieses Schalters entspricht. Dann wird mit den Ventilen 6, 7 und 17 der Beatmungsgrenzdruck, der Schwellwert des Unterdrucks bei Einatmungsbeginn und der Durchsatz an Beatmungsgas eingestellt.

Im Ruhezustand gelangen die durch die Eingänge PS 3 und PS 5 in die beiden Verstärker 3 und 5 eintretenden Hauptgasströme jeweils zu den ersten Ausgängen AO3 und AO 5. Der am Ausgang AO 3 des monostabilen Verstärkers 3 erscheinende Gasstrom wird durch das Ventil 7 hindurch dem ersten Steuereingang C 33 desselben Verstärkers zugeführt, wobei jedoch der am Steuereingang C 33 herrschende Druck nicht dazu ausreicht, um die Gasströmung in dem monostabilen Verstärker zum Ausgang A 13 abzulenken. Wenn der Patient einen Gasbedarf hat, d. h. wenn er durch das Mundstück 16 einatmet, wird im Inneren des Einwegventils 14 ein Unterdruck erzeugt, der über die Detektorleitung 22 bis zu den Steuereingängen C43 und C45 der beiden Verstärker 3 und 5 übertragen wird. Da dieser Unterdruck am rechten Steuereingang C 43 des monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 anliegt, wird die Wirkung des an den linken Sleuereingang C 33 dieses Verstärkers angelegten Gasdrucks verstärkt und damit ausreichend hoch, um den Hauptgasstrom zu dem Ausgang A 13 des Verstärkers 3, d. h. zu dem ersten Steuercingang C35 des bistabilen Verstärkers 5 abzulenken. Infolgedessen wird im Verstärker 5 der Hauptgasstrom zu dem zweiten Ausgang A 15 abgelenkt. Dieser Gasstrom gelang somit durch die Rohrleitung 12 in das Innere des Luftsacks 13, der sich aufbläht und dadurch die Ausatmungsöffnung 20 des Einwegventil* 14 verschließt. Der am zweiten Ausgang A 15 des bistabilen Verstärkers 5 erscheinende Gasstrom wird außerdem zu dem druckgestcucrtcn Ventil 11 übertragen, wodurch dieses geöffnet wird. Das Gas kann somit durch das Ventil 11 und durch den zurr Einstellen des Beatmungsdurchsatzes dienenden Hahr 17 in das Venturirohr 18 gelangen. An der öffnung 18i des Venturiorhrs 18 wird atmosphärische Luft durch Induktion mitgerissen, so daß am Ausgang des Venturirohrs 18 ein Gemisch erscheint, das zur Hälfte aus Luft und zur anderen Hälfte aus Sauerstoff besteht Dieses Gemisch wird in das Einwegventil 14 eingefühn und gelangt von diesem durch die biegsame Schlauchleitung 15 und über das Mundstück 16 in die Atemwege des Patienten.

Wenn der vorher eingestellte Beatmungsgrenzdruck erreicht ist, herrscht dieser Druck von den Atemweger des Patienten bis zu den Steuereingängen C43 und C 45 der beiden Verstärker 3 und 5, wobei er über die Detektorleitung 22 zu diesen Steuereingängen übertragen wird. Dadurch wird der Hauptgasstrom in den· bistabilen Verstärkers zu seinem ersten Ausgang AOS abgelenkt. Damit schließt sich das druckgesteuerte Ventil 11 und der Luftsack 13 entleert sich und gibt die Ausatmungsöffnung 20 des Einwegventils 14 frei, so daC der Patient ungehindert ausatmen kann.

Die Regelung des Beatmungsgrenzdruckes erfolgi vermittels des Ventils 6. Wenn dieses Ventil mehr odei

2^r> weniger weit geöffnet wird, wird dem bistabiler Verstärker 5 Gas unter einem entsprechend höherer oder niedrigeren Druck zugeführt. Je höher dei angelegte Druck ist, desto größer muß der an derr zweiten Steuereingang C 45 des Verstärkers J ausgeübte Druck sein, um den Hauptgasstrom in dieserr zu dem Ansgang AO5 abzulenken.

Die Arbeitsweise des Beatmungsgerätes ist be selbsttätigem Betrieb wie folgt:

Zunächst wird der Stellknopf des pneumatischer Schalters 9 in die Betriebsstellung gegebracht, wodurch der Schalter geöffnet wird. Daher kann der am erster Ausgang AO5 des bistabilen Verstärkers 5 erscheinende Hauptgasstrom durch das zum Einstellen dei Zeitdauer für die Beatmungspause dienende Ventil Ϊ und den Schalter 9 zum Speicherbehälter 10 gelanger und diesen füllen. Der Speicherbehälter 10 füllt sich mehr oder weniger schnell, je nachdem ob das Ventil ί mehr oder weniger geöffnet ist. Somit verzögert dei Speicherbehälter 10 die Ausbildung des Drucks an dem ersten Steuereingang Cl, mit dem er verbunden ist.

Sobald der Speicherbehälter 10 mit Gas gefüllt ist steigt der Druck am ersten Steuereingang C 1 des bistabilen Verstärkers 5 an und bewirkt die Ablenkung des Hauptgasstroms in diesem Verstärker zu derr zweiten Ausgang A 15. Dadurch öffnet sich wiederurr das druckgesteuerte Ventil 11 und der Luftsack 13 wire aufgeblasen. Innerhalb des monostabilen Verstärkers 3 verläuft die Strömung nach wie vor vom ersten Ausgang AO3 durch das Ventil 7 zum ersten Steuereingang C32.

^r>^r> In Fig.2 ist eine Ausführungsform des Geräte; dargestellt, das ein Gehäuse aufweist, auf desscr Vorderseite Stellknöpfe 6a, 7 a, 8a, 9a und 17a zurr Einstellen des Ventils 6 für den Beatmungsgrenzdruck des Ventils 7 für den Schwellwert des Unterdrucks be

ί'» Einatmungsbeginn des Ventils 8 für die Zeitdauer dei Beatmungspause, des Schalters 9 in die Stellung für die Steuerung der einzelnen Arbeitsphasen durch Ein- unc Ausamtungsversuche des Patienten oder für selbsttäti gen Betrieb und des Ventils 17 für den Beatmungsdurch

''' satz auf. Weiterhin sind ein kombinierter Druck- unc Unterdruckmesser 23 und an der Oberseite de; Gehäuses 24 ein Tragegriff 25 vorgesehen. An dciT Gerät befindet sich außerdem ein Anschlußstutzen 2f

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für das Beatmungsgas, der mit dem Ausgang des Venturirohrs 18 verbunden ist. Mit dem Anschluß 26 ist ein Befeuchter 27 verbunden, dessen Ausgang über die Schlauchleitung 19 mit dem Einwegventil 14 verbunden ist. Das Gehäuse 24 trägt außerdem einen Anschlußstutzen 28 für den Steuerausgang des Luftsacks 13. Der Anschlußstutzen ist mit der Rohrleitung verbunden, welche den zweiten Ausgang A 15 des bistabilen Verstärkers 5 mit dem druckgesteuerten Ventil 11 verbindet, und über die Schlauchleitung 12 mit dem Luftsack 13 verbindbar. Die Schlauchleitung 12 hat die gleiche Länge wie die Schlauchleitung 19 und ist an dieser befestigt.

Wenn das Gerät mit komprimierter Luft gespeist wird, die einen Sauerstoffzusatz enthält, wird es mit einem Spezialverdichter verbunden, der saubere und ölfreie komprimierte Luft liefert. Weiterhin muß eine Sauerstoffquelle 29 vorgesehen sein, die mit einem den Durchsatz in Litern anzeigenden Durchsatzmesser 30 und einem Luftsack 31 versehen ist. Der Luftsack 31 ist über eine biegsame Schlauchleitung 32 mit einem Einlaßstutzen 33 an dem Gerät verbunden, welche mit der Einlaßöffnung 18a des Venturirohrs 18 verbunden ist.

Entsprechend der gewünschten Konzentration wird dann mittels des Ventils 17 der Durchsatz an Beatmungsgas und entsprechend an Sauerstoff eingestellt. Bei jedem Zuführen von Beatmungsgas reißt die durch das Venturirohr 18 strömende verdichtete Luft durch Induktion Sauerstoff aus dem Luftsack 31 mit, so daß der Patient mit dem gewünschten Gemisch beatmet wird.

Anhand der F i g. 3,4 und 5 soll nun eine abgeänderte Ausführungsform des Beatmungsgerätes erläutert werden. In der schematischen Darstellung der Fig. 3 sind diejenigen Teile, die Teilen des Gerätes der Fig. 1 entsprechen, jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform kann der Speicherbehälter 10 vorgegebenen Volumens in Fortfall kommen, der w dazu dient, eine Verzögerung der Druckausbildung am Steuereingang Cl des bistabilen Verstärkers 5 zu bewirken. Die Füllgeschwindigkeit des Speicherbehälters wird nämlich in der Praxis mit einem Mikrometerventil eingestellt, und diese Einstellung ist sehr kritisch. Außerdem wirkt sich jede Veränderung in der Einstellung des Ventils 17 auf die Zeit für die Bcatmungspause aus. Die abgeänderte Ausführungsform gestattet eine wesentlich genauere Einstellung der Zeit für die Beatmungspause mit Mitteln, die eine w geringere Voreinstellung benötigen, und außerdem ist die Zeitdauer für die Beatmungspause völlig unabhängig von der Einstellung der anderen Ventile, wie z. B. dem Ventil 17.

Bei dieser Ausführungsform weist der bistabile '>'> Flüssigkcilsversiäkrer 5 außer den beiden Stcuercingängen C 35 und C 45 zwei Entlüftungsöffnungen E 1 und E 2 auf, die im mittigen Teil des Verstärkers münden. Die Entlüfungsöffnungcn El und 1:2dienen als dritte und vierte Steucrorgane des bistabilen Verstär- wi kcrs 5 und ersetzen die Steuereingange C 1 und C 2 in der vorher beschriebenen Ausführungsform.

Der erste Ausgang AOS des bistabilen Verstärkers 5 der F i g. 3 ist mit der ersten Iintlüftungsöffnung E1 über einen Kreislauf verbunden, der ein druckgesteuert <>^r· Relais 34 aufweist, von dem eine Ausführungsform in den Fig. 4 und 5 in Einzelheiten dargestellt ist. Die mit dem Relais 34 verbundene erste Entlüftungsöffnung Ei des Verstärkers 5 befindet sich auf der gleichen Seite wie der Steuereingang C35 und der Ausgang AO5.

Das druckgesteuerte Relais 34 weist einen Ventilkörper auf, in dem sich eine Kammer 35 befindet, in der ein aufblähbarer Luftsack 36 angeordnet ist. Die Kammer

35 steht normalerwiese über mehrere öffnungen 37 mit der freien Atmosphäre in Verbindung, so daß der atmosphärische Druck ständig auf die Außenseite des Luftsacks 36 einwirken und diesen beim Zuführen von Beatmungsgas in einer Lage halten kann, die in Fig. 4 dargestellt ist. In die Kammer 35 mündet eine Rohrleitung 38, die mit der ersten Entlüftungsöffnung E 1 verbunden ist und deren Mündung durch den Luftsack

36 verschließbar ist, wenn dieser aufgebläht ist (F i g. 5). Das Innere des Lufsacks 36 steht mit einer weiteren Rohrleitung 39 in Verbindung, die mit dem zur Einstellung der Zeitdauer für die Beatmungspause dienenden Ventil 8 und einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kammer 40 durch eine öffnung 41 verbunden ist, welche durch eine Membran 42 verschließbar ist. Die Kammer 43, welche auf der anderen Seite der Membran 42 ausgebildet ist, steht über einem Kanal bzw. eine Rohrleitung 44 mit dem ersten Ausgang AO 5 des bistabilen Verstärkers 5 in Verbindung.

Die mit den beiden zweiten Steuereingängen C 43 und C 45 der beiden Verstärker 3 und 5 verbundene Detektorleitung 22 ist nicht wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 zu dem Einwegventil 14, sondern zu dem Venturirohr 18 geführt. Außerdem verbindet eine Rohrleitung 45 den ersten Ausgang AO 3 des monostabilen Verstärkers 3 mit dem Eingang des zum Einstellen der Zeitdauer für die Beatmungspause dienenden Ventils 8. Außerdem unterscheidet sich die schematische Darstellung der F i g. 3 von der der F i g. 1 durch ein weiteres Element, nämlich einen Befeuchter 27, der zwischen dem Venturirohr 18 und dem Einwegventil 14 geschaltet ist.

Das in Fi g. 3 dargestellte Gerät arbeitet wie folgt:

Genau wie bei dem Gerät der F i g. 1 erfolgt zunächst die Einstellung des Beatmungsgrenzdruckes mittels des Ventils 6, des Schwellwerts des Unterdrucks bei Einatmungsbeginn mittels des Ventils 7 und des Beatmungsgasdurchsatzes mittels des Ventils 17.

Wenn der Patient Atmungsbedarf hat, d. h. wenn er durch das Mundstück 16 einatmet, wird im Körper des Einwegventils 14 und damit auch in der Detektorleitung 22 ein Unterdruck erzeugt, welcher zu den zweiten Slcuereingängen C 43 und C 45 der beiden Verstärker 3 und 5 übertragen wird. Aufgrund dieses Unterdruckes bewirkt der durch den Stcucreingang C 33 ständig in den monostabilen Verstärker 3 eingeführte Steuerstrahl eine Ablenkung des Hauplgasstroms zu dem Ausgang A 13 des Verstärkers 3 und damit zu dem Steucrcingang C 35 des bistabilen Verstärkers 5. In dem letztgenannten Verstärker wird daher der Hauptgasstrom zu dem Ausgang Λ 15 abgelenkt, wodurch einerseits das druckgesteuertc Ventil 11 geöffnet und andererseits der in dem Einwegventil 14 befindliche Luftsack aufgeblüht wird. Das von dem Ventil 11 durchgelassen^ Gas gelangt einerseits zu dem Zerstäuber innerhalb des Befeuchters 27 und andererseits durch das Ventil 17 hindurch in das Venturirohr 18, in welchem sein Volumen durch Zugabe von 50"/» atmosphärischer Luft verdoppelt wird. Das (Jas gelangt schließlich durch das Einwegventil 14, die biegsame Schluuchclitting 15 und das Mundstück 16 hindurch in die Atemwcge des Patienten.

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ίο

Wenn der durch die Detektorleitung 22 an die zweiten Steuereingänge C 43 und C 45 der beiden Verstärker 3 und 5 angelegte Druck größer wird als der des Hauptgasstroms in dem bistabilen Verstärker 5, der durch das Ventil 6 vorab eingestellt wird, wird der Hauptgasstrom in dem bistabilen Verstärker 5 von dem Ausgang A 15 zu dem Ausgang AO 5 abgelenkt, wodurch sich das druckgesteuerte Ventil 1 1 schließt, der Luftsack des Ventils 14 entleert und die Ausatmungsöffnung des Rinwegventils wie bei dem Gerät der F i g. 1 geöffnet wird.

Es soll nun die Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Beatmungsgerätes bei selbsttätigem Betrieb beschrieben werden:

Zunächst wird das Ventil 8 mehr oder weniger weit geöffnet, je nachdem, ob die gewünschte Zeitdauer für die Beatmungspause mehr oder weniger lang sein soll. Beim Zuführen von Beatmungsgas erscheint kein Druck an dem Ausgang AO 5 des bistabilen Verstärkers 5 und die Membran 42 des druckgesteuerten Relais 34 nimmt die in Fig. 4 dargestellte Lage ein, in welcher die öffnung nicht verschlossen ist. Daher wird der am Ausgang AO 3 des monostabilen Verstärkers 3 erscheinende Gasstrom durch das geöffnete Ventil 8 dem Einlaßkanal 39 des Relais 34 zugeführt. Da die öffnung 41 nicht durch die Membran 42 verschlossen ist, kann das Gas durch diese öffnung 41 zur freien Atmosphäre hin austreten, die Kammer 40 wird nicht unter Druck gesetzt und der Luftsack 36 bläht sich nicht auf. Zu Ende der Beatmungsperiode erscheint der Hauptgasstrom in dem bistabilen Verstärker 5 aufgrund des Druckes in der Detektorleitung 22 an dem Ausgang AO 5 des Verstärkers, da ein Druck durch die Rohrleitung 44 zur Kammer 43 übertragen wird. Dieser Druck führt zur Verformung der Membran 42, welche somit die öffnung 41 verschließt. Durch das durch die Rohrleitung 39 zugeführte und unter Druck stehende

ίο Gas wird der Luftsack 36 aufgeblasen, so daß seine Hülle die Mündung der Rohrleitung 38 verschließt, welche mit der Entlüftungsöffnung E 1 verbunden ist (Fig. 5). Durch das Verschließen der Entlüftungsöffnung E 1 wird der Hauptgasstrom in dem bistabilen

i"> Verstärker 5 zum Ausgang A 15 abgelenkt und somit eine neue Beatmungsphase eingeleitet. Der Druck am Ausgang AO5 des bistabilen Verstäkrers 5 baut sich ab, so daß sich der Luftsack 36 infolge des in der Kammer 35 herrschenden und auf die äußere Hülle des Luftsackes 36 einwirkenden atmosphärischen Druckes entleert. Somit nimmt der Luftsack wieder die in F i g. 4 dargestellte Lage ein. Der Hauptgasstrom im Inneren des bistabilen Verstärkers 5 bleibt jedoch trotz der wieder hergestellten Verbindung zwischen Entlüftungs-

2^r> öffnung E1 und Atmosphäre aufgrund der Arbeitsweise dieses bistabilen Verstärkers 5 zum Ausgang A 15 hin abgelenkt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

21 Ol Patentansprüche:

1. Beatmungsgerät mit einer Steuerschaltung aus einem mono- und einem bistabilen dynamischen Strömungsmittelverstärker, mit in der Atemgasleitung angeordneten Ventilen zum Einstellen der Durchflußmenge und zum von der Steuerschaltung gesteuerten Unterbrechen des Atemgasstromes, wobei der Arbeitsausgang des monostabilen Verstärkers mit einem ersten Steuereingang des bistabilen Verstärkers und dessen Arbeitsausgang mit dem gesteuerten Ventil in der Atemgasleitung und einem Ausatemventil am Anschlußstück für die Atemmaske verbunden ist, und eine Detektorleitung von der Atemgasleitung vor dem Anschlußstück zu Steuereingängen der Verstärker vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruheausgang (AO 3) des monostabilen Verstärkers (3) über ein einstellbares Ventil (7) mit dem dessen Arbeitsausgang (A 13) gegenüberliegenden ersten Steuereingang (C 33) und der Ruheausgang (AO 5) des bistabilen Verstärkers (5) über einen Zeitkreis mit einem dritten Steuereingang auf der gleichen Seite wie der erste Steuereingang des bistabilen Verstärkers verbunden ist, und daß die Detektorleitung (22) mit den den ersten Steuereingängen (C33, C35) gegenüberliegenden zweiten Steuereingängen (C43, C45) der Verstärker verbunden ist.

2. Beatmungsgerät nach Patentanspruch 1, da- so durch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsgasleitung zum bistabilen Verstärker (5) ein einstellbares Ventil (6) angeordnet ist.

3. Beatmungsgerät nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruheausgang (AO J5 5) des bistabilen Verstärkers (5) über ein einstellbares Ventil (8), einen Schalter (9) und einen Speicherbehälter (10) mit dessen dritten Steuereingang (CX) verbunden ist(Fig. 1).

4. Beatmungsgerät nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruheeusgang (AO

5) des bistabilen Verstärkers (5) über ein druckgesteuertes Relais (34) mit dessen dritten Steuereingang, einer Entlüftungsöffnung (E 1), verbunden ist, wobei der Arbeitseingang (39) des druckgesteuerten Relais (34) über ein einstellbares Ventil (8) mit dem Ruheausgang (AO 3) des monostabilen Verstärkers (3) verbunden ist, (F i g. 3).

5. Beatmungsgerät nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das druckgesteuerte Relais (34) aus einem Ventilkörper mit einer Kammer (35) besteht, in der sich ein aufblähbarer Luftsack (36) befindet, die Kammer (35) normalerweise über wenigstens eine öffnung (37) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, eine mit dei-Entlüftungsöffnung (E 1) des bistabilen Verstärkers (5) verbundene Rohrleitung (38) in die Kammer (35) mündet und durch den Luftsack (36) verschließbar ist, wenn dieser aufgebläht ist, das Innere des Luftsacks einerseits mit einer zu dem zum Einstellen t>o der Zeitdauer für die Beatmungspause dienenden Ventil (8) führenden weiteren Rohrleitung (39) und andererseits über eine öffnung (41), die durch eine verformbare Membran (42) verschließbar ist, mit einer mit der freien Atmosphäre in Verbindung h^r> stehenden Kammer (40) verbunden ist, und daß die Membran (42) in einer durch eine Rohrleitung (44) mit dem Ruheausgang (AO 5) des bistabilen Verstärkers (5) verbundenen Kammer (43) angeordnet ist.