DE2124446A1

DE2124446A1 - Pneumatisches Beatmungsdruckgerät

Info

Publication number: DE2124446A1
Application number: DE19712124446
Authority: DE
Inventors: Laszlo Dipl.-Ing. Dr.; Kosa György Dipl.-Ing.; Szücs Attila DipL-Ing.; Budapest. P Helm
Original assignee: Fa.Medicor Müvek, Budapest
Priority date: 1970-05-18
Filing date: 1971-05-17
Publication date: 1971-12-23
Also published as: YU121571A; FR2091764A5; CS168112B1; CA940409A; FI56121C; HU164638B; FI56121B; BG18588A3; AT316014B; BE767310A; NL7106835A; GB1357635A; BR7103015D0; US3739775A; DE2124446B2; CH524376A; SE386077B

Description

PNEUMATISCHES BEATMUNGSDRUCKGERÄT

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Beatmungsdruckgerät, insbesondere für ärztliche Zwecke.

Wie bekannt, sind Beatmungsgeräte bestimmt, die Beatmung in einem Lebewesen, insbesondere im menschlichen Körper aufrechtzuerhalten. Im Notfall ermöglicht das Beatmungsgerät, einen Patienten mit Sauerstoff zu versehen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Beatmungsgeräte zu verwenden, die rein pneumatisch arbeiten. Beatmungsgeräte dieser Art können druckbetätigt sein, weshalb sie als Beatmungsdruckgeräte bezeichnet werden kön-

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nen, im Gegensatz zu Beatmungsgeräten, die mit Volumänderungen arbeiten. Bei den bekannten Beatmungsdruckgeräte steht die Steuerung in pneumatischer Verbindung mit der Betätigung des Gerätes, so dass die Steuersignale den Hauptstrom des Arbeitsmittels unmittelbar erreichen. Die dadurch bedingte Rückwirkung auf den .Beatmungsvorgang ist jedoch unerwünscht, weil dadurch das angestrebte Programm der Beatmung wesentlich geändert werden kann.

Die Erfindung bezweckt die Behebung dieser Unzulänglichkeit und die Schaffung eines pneumatischen Beatmungsdruckgerätes, das geeignet ist, wohlbestimmte Beatmungsprogramme durchzuführen, ohne dass diese durch die Steuersignale selbst gestört wären. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass Beatmungsgeräte dieser Art erreicht werden können, wenn die pneumatische Steuerung von der pneumatischen Betätigung hermetisch getrennt ist. Der Bau von Beatmungsgeräten dieser Art wird durch pneumatische logische Einheiten ermöglicht, die in der Art von elektronischen logischen Einheiten arbeiten, aber keine elektrische Hilfsenergie erfordern, anstatt deren eine Druckquelle zur Anwendung gelangt. Su diesem !week kann die Hauptenergiequelle des· Gerätes angezapft oder eine besondere Druckquelle zum Betätigen der pneumatischen logischen Einheiten verwendet werden, die ihrerseits das Programm bestimmen, gemäss welchem der Beat— mungsvorgang au verlaufen hat. Bei der Erfindung handelt es sich somit um ein pneumatisches Beatmungsdruckgerät, das in an sich bekannter Weise eine Steuereinheit und eine durch die Steuereinheit gesteuerte Betätigungseinheit aufweist, die zwischen einer Druckgasquelle und der Umgebung vorgesehen und miteinander mechanisch verbunden sind· Die Erfindung selbst besteht darin, dass für beide Einheiten voneinander getrennte Druckleitungen zwischen der Druckgasquelle und der Umgebung vorgesehen sind. Durch eine derartige Anordnurg wird erreicht, dass beliebige Einstellungen der Betätigungseinheit mechanisch bewirkt werden können, wobei

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die mechanischen Einstellungen durch pneumatische logische Einheiten gesteuert werden. Auf diese Weise ist das erfindungßgemäs3e Beatmungsgerät durch den Vorteil ausgezeichnet, dass der Beatmungsvorgang selbst durch die Steuersignale pneumatisch unbeeinflusst bleibt. Hierau kommt, dass durch Multiplikation der verschiedenen pneumatischen lo-/iiflchen Einheiten der Beatmungsvorgang zwischen weiten Grenzen einfach abgeändert werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert, die Ausführungsbeispiele dee erfind ungsgemässen pneumatischen Beatmungsdruckgerätee darstellen.

• Pig· 1 ist dabei eine perspektivische Darstellung eines AusfÖhrungsbeispiels.

Fig. 2 ist das Schaltbild des Ausftthrungsbeispiels gemäss Fig. 1.

Fig. 3 ist das Schaltbild einer Einzelheit eines anderen Ausführungsbeispiels.

Gleiche Bezugszeichen weisen in den Zeichnungen auf ähnliche Einzelheiten hin.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Gehäuse bezeichnet, in welchem eine Steuereinheit 12 und eine Betätigungseinheit 14 angebracht sind. Diese bilden Teile eines Schubfaches 16, das beweglich im Gehäuse 10 angeordnet ist. Die Betätigungseinheit 14 ist über einen Schlauch 20 mit einem Mundstück 18 verbunden. Das aussere Ende des Schlauches 20 bildet einen Beatmungskopf 21, der mittels eines Gelenkgestänges 22, 24 am Gehäuse 10 verankert ist.

Einzelheiten der Steuereinheit 12 und der Betätigungseinheit 14 können dem Schaltbild gemäss Fig. 2 entnommen werden, wo Bezugszeichen 28 eine Gasdruckquelle, z. B· eine an sich bekannte Sauerstofflasche, und das Bezugszeichen 30 die Umgebung oder den atmosphärischen Druck bezeichnet. Die Druckquelle 28 kann durch einen Hauptschalter 32 mit Druckleitungen der Steuereinheit 12 und der Betäti-

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gungseinheit 14 verbunden werden, wobei das Schliessen des "auptschalters 32 durch einen Signalgeber 34 angezeigt wird.

Die Steixereinheit 12 ist mit einem Speicherbehälter 36 versehen, der durch eine besondere Druckquelle ersetzt werden kann, wenn die Steuereinheit 12 mit einem Druckmittel betrieben werden soll, das vom zur Betätigung der Betätigungseinheit 14 verwendeten Druckmittel verschieden ist. Eine Druckleitung 38 verbindet die Druckquelle 28 über den Speicherbehälter 36 mit dem Speiseeingang von verschiedenen pneumatischen logischen Einheiten und - ober ein Drosselventil 40 - mit aus Speisedüsen und Empfangsdüsen bestehenden Düsenpaaren, die noch in ihren Einzelheiten beschrieben werden. Das aus den pneumatischen logischen Einheiten bestehende System besteht aus einem OR-Tor 42, dessen Eingänge sich an die Ausgänge von logischen Negatoren 44 bzw. 46 anschliessen. Der Ausgang des OR-Tores ist an einen der Ausgänge einer Memorie 48 angeschlossen, deren Eingang mit dem Ausgang eines weiteren logischen Negators 50 verbunden ist. Der Ausgang der Memorie 48 ist an den Eingang eines logischen Negators 52 angeschlossen, dessen Ausgang eine Druckleitung 54 steuert.

Die Druckleitung 38 speist eine Speisedüse 56, der eine Empfangsdüse 58 zugeordnet ist. Diese Empfangsdüse steuert den Negator 46. Die Fluchtlinie der beiden Düsen 56 und 58 ist im Spalt zwischen ihnen durch die Bahn 60 eines Flügels 62 geschnitten, der am Zeiger 64 eines Manometers 66 angebracht ist.

Ähnliche Düsenpaare 68, 70 und 72, 74 sind mit der Druckleitung 38 verbunden bzw. dieser zugeordnet, wobei sie unter einem Winkel zueinander angeordnet sind und ihre Spalte durch die Bahn 76 eines Flügels 78 geschnitten ist, der am Zeiger 80 eines anderen Manometers 82 sitzt.

Alle Paare von Speisedüsen und Empfangsdüsen 56, 58 und 68, 70 und 72, 74 sind verschwenkbar angeordnet, so daee die dargestellte Eingriffslage der Flügel 62 und 78

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mit den Spalten zwischen einander zugeordneten Dösen verstellbar ist.

Die Empfangsdüse 58 arbeitet mit dem Negator 46 zusammen, während die Empfangsdusen 70 und 74 mit den Negatoren 44 bzw. 50 zusammenarbeiten.

Bine andere Druckleitung 84 ist mit der Umgebung 30 verbunden. Sie ist an die Negatoren 44, 46, 50 und 52, an die Memorie 48 und ober ein Absperrventil 86 an den Manometer 66 angeschlossen. Das Absperrventil 86 wird durch ein pneumatisches Ventil 88 betätigt, das seinerseits mit der Druckleitung 54 verbunden ist. In einem Zweig 92 der Druckleitung 54 ist ein Drosselventil 90 vorgesehen, dae die Druckleitung 54 mit dem Manometer 66 verbindet.

Die Betätigungseinheit 14 ist mit der Steuereinheit 12 über pneumatische Ventile 96 und 98 mechanisch verbunden, wobei die pneumatischen Ventile 96 und 98 durch den Druck beaufschlagt werden, der in der Druckleitung 54 der Steiiereinheit 12 herrscht. Die pneumatischen Ventile 96 und 98 betätigen je ein Absperrventil 100 bzw. 102. Das Absperrventil 100 liegt in einer Druckleitung 104, die mit der Umgebung 30 verbunden ist. Das andere Absperrventil liegt in einer Druckleitung 106, durch welche die Druck- ' gasquelle 28 über das Mundstück 18 mit der Lunge eines Patienten verbunden ist, die in Fig. 2 durch einen Kreis 108 angedeutet ist. Ein einstellbares Drosselventil 110 verbindet die Druckleitung 106 mit einer Druckleitung 112, die ihrerseits den Manometer 82 mit der Lunge 108 des Patienten verbindet.

Bezugszeichen 114 bezeichnet einen Manometer, der den in der Lunge 108 des Patienten herrschenden Druck anzeigt. Mit 115 ist ein Berieselungsverflässiger (humidifier) bezeichnet.

Wie ersichtlich, sind.die Steuereinheit 12 und die Betätigungseinheit 14 bezüglich ihrer pneumatischen Leitungen und Strömungswege voneinander hermetisch getrennt,

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indem die Druckleitungen 38, 54, 84 und 92 einerseits bzw. 104, 106, 112 anderseits zwischen der Druckgasquelle 28 und der Umgebung 30 voneinander getrennt laufen. Dabei sind die beiden Einheiten 12 und 14 miteinander mechanisch verbunden, so dass die Steuereinheit 12 die Wirkungsweise der Betätigungseinheit 14 bestimmen kann, ohne dass der Arbeitsmittelstrom in den Druckleitungen 104, 106 und 112 der Betätigungseinheit durch die in den Druckleitungen 38, 54, 84 und 92 der Steuereinheit herrschenden Drücke beeinflusst wäre.

Die dargestellte beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Beatmungsdruckgerätes arbeitet wie folgt:

Der Beatmungskopf 21 wird durch das Gelenkgestänge 22 und 24 am Gehäuse 10 aufgehängt und das Mundstück 18 in den Mund des zu behandelnden Patienten eingeführt. Dann wird der Hauptschalter 32 eingeschaltet.

Die Einschaltung des Hauptschalters 32 hat zur Folge, dass die Druckgasquelle 18 mit den Druckleitungen der beiden Einheiten 12 und 14, und über die Betätigungeeinheit 14 mit der Lunge 108 des Patienten in Verbindung gebracht wird. Diese Betriebslage des Beatmungsgerätes ist durch den Signalgeber 34 angezeigt.

Die Düsenpaare 68 und 70 bzw. 72 und 74 werden gemäss vorbestimmten Lagen z.B. durch den Arzt eingestellt, der beim Patienten eine künstliche Beatmung vornimmt· Damit beginnt eine abwechselnde Einatmung und Ausatmung.

Der Verlauf der künstlichen Beatmung ist durch die Steuereinheit 12 programmiert. Wie ersichtlich, ist der Manometer 82 der Betätigungseinheit 14 geeignet, über die Druckleitung 112 den in der Lunge 108 des Patienten herrschenden Druck zu fühlen. Herrscht in der Lunge 108 des Patienten ein Überdruck, so schlägt der Zeiger 80 des Manometers 82 entgegen dem Uhrzeigersinn aus, während er in entgegengesetztem Sinn auschlägt, wenn in der Lunge 108

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des Patienten ein Unterdruck auftritt. Wenn der Flügel am Zeiger 80 die Fluchtlinie zwischen den Düsen 68 und bzw. 72 und 74 achneidet, wird der aus den Speisedüsen oder 72 austretende Gasstrahl unterbrochen, so dass der Druck in den EmpfangsdÜ3en 70 bzw, 74 abnimmt. Diese Druckabnalime wirkt an den Eingängen der den Empfangsdüsen 70 bzw. 74 zugeordneten Negatoren 44 und 50 im Sinne eines logischen Nullniveaus. An den Ausgängen der Negatoren und 50 erfolgt dabei ein Ansteigen des Druckes, was ein logisches 1 Niveau bedeutet.

Wenn der Unterdruck in der Lunge 108 des Patienten seines eingestellten Wert erreicht, oder die voreingestellte AusatmungsZeitdauer erschöpft ist, gestattet das 0R-Tor 42, dass die Memorie 48 eingeschrieben wird. Dann informiert die Memorie 48 die Betätigungseinheit um eine Einatmung beginnen zu lassen. Gleichzeitig betätigt sie den Negator 52, der verhindert, dass der Speisedruck über das Drosselventil 90 den Manometer 66 erreicht. Der Speisedruck wird im pneumatischen Ventil 88 aufgehoben, so dass das Absperrventil 86 geöffnet wird. Auf diese Weise ist der Manometer 66, der die Zeitdauer der Ausatmung fühlt, im eingeschriebenen Zustand der Memorie 48 sowohl Über das Absperrventil 86, wie auch ttber den Negator 52 mit der Umgebung 30 verbunden.

Wenn der in der Lunge 108 des Patienten herrschende Dructe seinen im voraus eingestellten Wert erreicht, wird der Inhalt (logisches 1 Niveau) in der Memorie 48 gestrichen. In ihrem gestrichenen Zustand informiert die Memorie 48 die Betätigungseinheit 14, um eine Ausatmung zu beginnen. Dann schlägt der Zeiger 64 des Manometers 66 in einer auf die Ausatmungszeitdauer kennzeichnenden Weise aus. Der Ausgang des Negators 52, dessen Eingang mit dem Ausgang der ^emorie 48 verbunden ist, gelangt nun unter Druck, was ein logisches 1 Niveau in der Memorie 48 bedeutet. Der Manometer 66, der - wie bereits bestätigt -

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zum Fühlen der Zeitdauer der Ausatmung bestimmt .ist, beginnt sich fiber das Drosselventil zu folien, während daa Absperrventil 86, das den Manometer 66 mit der Umgebung verbindet, geschlossen ist. Dann beginnt der beschriebene Beatmungszyklus vom neuen.

Während Einatmung strömt das Druckgas aus seiner Quelle 28 über die Druckleitung 106, das Absperrventil 102, das einstellbare Drosselventil 110 und die Druckleitung 112 einerseits in den Manometer 82 und anderseits in das Mundstück 18, von wo es in die Lunge 108 des Patienten gelangt, wie dies durch Pfeile 116 und 118 angedeutet ist. Bei Ausatmung dagegen ist das Absperrventil 100 of- | fen, so dass die Lunge 108 des Patienten und der Manometer 82 Über das Absperrventil 100 und die Druckleitung 104 mit der Umgebung 30 verbunden sind, wie dies die Pfeile 120 und 122 zeigen. In beiden Fällen wird der in der Lunge des Patienten herrschende Druck durch den Manometer 114 angezeigt.

Im bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel trugen die Zeiger 64 und 80 der Manometer 66 bzw. 82 Pittgel bzw. 78, die derart angeordnet waren, dass sie den Spalt zwischen den Speise- und Empfangsdüsen 68 und 72 bzw. 70 und 74 unterbrechen konnten. Anstatt dieser Schalter mit Strahlunterbrechung ("jet interruption") können aber auch Schalter mit Drosselung des Gasstrahles verwendet werden, Eine Einzelheit eines Ausführungsbeispiels dieser Art ist in Pig. 3 dargestellt. Es ist dabei ein Manometer 82* vorgesehen, der eine Klappe 124 trägt. In diesem Fall ent-• fallen die Empfangsdüsen 70 und 74_t anstatt deren einfache Auslässe 70' bzw.74' verwendet werden. Schaltlagen der Klappe 124 an Zeiger 80 sind durch volle bzw. gebrochene Linien dargestellt. Diese Art der Ausführung gestattet, Beatmungsgeräte zu bauen, die gegen unvorsichtige Handhabung besonders unempfindlich sind.

Im Obigen ist dan erfindungsgemässe Beatmungs-

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gerät anhand einer Ausführung beschrieben worden, bei der ein einaiges Gas, s.B. Sauerstoff zur Anwendung gelangte. Durch die Erfindung ist es aber möglich, zur Steuerung bew« aur Betätigung verschiedene Gase zu verwenden, da die Druckleitungen for beide Einheiten voneinander hermetisch getrennt sind. Die Steuereinheit 12 kann B.B. mit Stiokftoff betrieben werden, der im Speicherbehälter 36 enthalten iet, wobei der Speicherbehälter 36 von der Druckgasquelle 28 getrennt angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Sauerstoffverbrauch und dadurch die Gaskosten des Betriebes wesentlich verringert werden, da zu Beatmung ein ßae von hohem Reinheitsgrad erforderlich ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Iy Pneumatisches Beatinungsdruckgerät mit Steuereinheit und einer durch diese gesteuerten Betätigungeeinheit zwischen einer Druckgasquelle und der Umgebung, wobei die Steuereinheit und die Betätigungseinheit miteinander mechanisch verbunden sind, dadurch g e k e η η zeichnet, dass für beide Einheiten (12, 14) voneinander getrennte Druckleitungen (38, 54, 84, 92 biw. 104, 106, 112) zwischen der Druckgaequelle (28) und der Umgebung (30) vorgesehen sind«

2· Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch

w gekennzeichnet, dass zur mechanischen Verbindung der beiden Einheiten (12, 14) Schalter alt Strahlunterbreohung (62, 64, 66, 68) vorgesehen sind.

3» Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur mechanischen Verbindung der beiden Einheiten (12, 14) Schalter mit StrahldroBselung (82*, 124) vorgesehen sind (Fig. 3.)·

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