DE2160763A1 - Beatmungsgerät - Google Patents

Description

Beatmungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Beatmungsgerät zum automatischen Einpressen einer befeuchteten Atmungsmischung in die Lungen eines Patienten während einer Einatmungsperiode, um dann ein Ausatmen in ein Spirometer während einer Ausatmungs-

Periode zu ermöglichen, bevor ein neuer Einatmungsvorgang beginnt,

Verschiedene Lungenzustände und zugehörige Krankheitsprobleme bewirken Atmungsschwierigkeiten und lassen in extremen Fällen die Atmung eines Patienten zusammenbrechen, falls dieser nicht künstlich beatmet wird. Es sind bereits Beatmungsgeräte bekannt, die die Atmungsfunktion eines Patienten übernehmen und eine Beatmungsmischung in dessen Lunge pressen, um eine entsprechende Säuerstoffmenge zur Verfügung zu stellen. Derartige Beatmungsgeräte sollen drei verschiedene Betriebszustände haben, nämlich vollautomatischer Betrieb für die Beatmung von Patienten, die selbst nicht mehr atmen, halbautomatischer Betrieb zur Unter-Stützung der Atmung von Patienten, die intermittierend und schwach atmen, und einen Auslösebetrieb, in welchem das Beatmungsgerät auf Versuche des Patienten, selbst zu atmen, anspricht. Die Beatmungsmischung besteht üblicherweise aus mit Sauerstoff angereichter Luft, die durch einen Befeuchter geleitet wird,

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um Feuchtigkeit aufzunehmen, so daß beim Einpressen der Beatmungsmischung in 'die Lungen des Patienten sichergestellt wird, daß' die Schleimhäute und das Gewebe der Atmungsorgane nicht austrocknen. Nach jedem EinätmungsVorgang läßt man die Lungen des Patienten zusammenfallen, so daß in ein Spirometer im Beatmungsgerät ausgeatmet und dann der Zyklus wiederholt wird,

Es gibt viele Arten von Beatmungsgeräten, jedoch sind die bisher vorhandenen Geräte verhältnismäßig groß, unhandlich und teuer. Sie weisen ferner empfindliche Teile für die Messung von Sauerstoff und Luft auf, und die Anordnung zur übertragung der Beatmungsmischung ist unzugänglich und kann nicht sehr einfach zum Reinigen und Desinfizieren entfernt werden.

Die Erfindung betrifft ein verhältnismäßig kleines, einfaches und kompakt aufgebautes automatisches Beatmungsgerät, das sehr einfach auseinandernehmbar ist und optisch zu überwachen ist. Dabei wird Sauerstoff ^:in einen Balg eingebracht, der sich ausdehnt, bis ein vorbestimmtes Sauerstoffvolumen angesammelt ist. Dieser Sauerstoff gelangt dann vom Sauerstoffbalg in einen weiteren Balg, der Sauerstoff aufnimmt und gleichzeitig ein vorbestimmtes Volumen an Luft ansaugt, so daß Luft und Sauerstoff zur Gewinnung einer Beatmungsmischung gemischt werden. Ein den Balg umgebendes Gehäuse ist mit Druckluft gefüllt, um den Balg zusammenzudrücken und die Beatmungsmischung durch einen Befeuchter dem Patienten zuzuführen. Der

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Balg für die Beatinungsslschung and der Sauer stoffbalg sind für die Bedienungsperson sichtbar, so daß eine unmittelbare sichtbare Anzeige für den Betrieb des Beatmungsgerätes sowie auch eine Anzeige für die relativen ¥olumlna von Sauerstoff und Luft In der Beatmungsmischurag vorhanden Ist»

In einer Ausgestaltung des erflndungsgeffiäßen Beatmungsgerätes sind der Balg für die Beatmungsmlsehung und der Befeuchter so angeordnet₃ daß sie haltende Trage durch Verschieben entfernt werden können₃ um In einem Autoklav sterilisiert zu werden, wodurch dann die Verbindung zwischen Patient und Lufteinlaß vollständig unterbrochen wird.

In einer anderen Ausgestaltung eines erfindungsgemaißen., automatischen Beatmungsgerätes wird der Sauerstoffstrom in den Sauerstoffbalg und aus diesem heraus durch den .Sauerstoffdruck gesteuert. Der Strom an Druckluft zum Zusammendrücken des Balges für die Beatmungsmischung,, der Ausatmungsstrom aus einem Spirometer, der Strom der Beatmungsmischung vom Befeuchter zum Patienten und der Rückfluß vom Patienten zum Splrometer werden automatisch mittels Druckluft gesteuert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Ist ein automatisches Beatmungsgerät vorgesehen^ das einen einstellbaren elektrischen Zeitgeber zur Steuerung der Elnatmungs- und Ausatmungsperioden aufweist, so daß die Äusatmungsperlode im wesentlichen gleich oder großer als die Einatmungsperiode ist.'

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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Atinungsschaltung vorgesehen, um automatisch und periodisch das Volumen der dem Patienten während eines Atmungszyklus zugeführten Beatmungsmischung zu vergrößern, wobei die Atmungs- -schaltung die Einatmungsperiode vergrößert, so daß das Sauerstoff/Luft-Verhältnis in der Beatmungsmischung vor, während und nach dem Atmungszyklus im wesentlichen konstant bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert .

Fig. 1 zeigt schematisch eine pneumatische Anordnung zur Mischung von Sauerstoff und Luft zu einer Beatmungsmiscbung und zur Zufuhr von Druckluft, um die Beatmungseischung in die Lunge des Patienten zu drückens.

Fig. 2: zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel für eine pneumatische Anordnung.

Fig. 3, die in zwei Teilen I und II auf zwei Blättern dargestellt ist, zeigt schematisch eine elektrische Schaltungsanordnung, die den Strom von Druckluft und Sauerstoff gemäß einer durch die elektrische Schaltungsordnung gegebenen Zeitcharakteristik steuert.

Fig. 4 zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Teil der elektrischen Schaltungsanordnung.

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Pig. 5 zeigt in auseinandergezogener Darstellung ein automatisches Beatmungsgerät gemäß der Erfindung.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch das Beatmungsgerät gemäß Fig. 5. '

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Steuerventilanordnung entlang der Linie 7-7 aus Fig. 6.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 8-8 aus Fig. 7·

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Ventilanordnung entlang der Linie 9 ~ 9 aus Fig. 6.

Fig.IO zeigt in auseinandergezogener Darstellung eine Klappenvent ilanordnung.

Fig.11 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere Klappenventilanordnung.

Zum Zwecke der Beschreibung wird die Erfindung in drei Teile aufgeteilt. Der erste Teil ist die pneumatische Anordnung, die Luft und Sauerstoff aufnimmt, diese beiden zur Herstellung einer Beatmungsmischung mischt und dann diese Mischung durch eine Befeuchtungseinrichtung zum Patienten leitet. Der austretende Atem des Patienten wird in einem Spirometer gesammelt. Ein zweiter Teil ist die Steuerschaltung für die Zeitgabe und die

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aufeinanderfolgenden Betriebsschritte der pneumatischen Anordnung , und der dritte Teil ist ein Ausführungsbeispiel der pneumatischen Anordnung. Diese drei Teile werden in der Reihenfolge beschrieben, in der sie genannt wurden.

In Pig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine pneumatische Anordnung gezeigt, in der ein unter Druck stehender Sauerstoffbehälter 29 mit dem Einlaß 30 an einem Ende einer Sauerstoffzuführleitung 32 verbunden ist. Luft gelangt durch einen Luftfilter ~5k, um zur Erzeugung einer Beatmungsmischung mit dem Sauerstoff gemischt zu werden. Eine Druckluftquelle 35 ist mit einem Einlaß 36 mit einem Ende des Zuführrohres verbunden, um die Beatmungsmischung durch die Anordnung und Ober ein Rohr 40 aus dieser heraus und zum Patienten zu drücken. Die Beatmungsmischung wird mit einem Solchen Druck transportiert, daß die Lungen des Patienten aufgebläht werden. Bei Entfernen des Druckes der Druckluft von der Beatmungsmischung fällt die Lunge des Patienten zusammen, wodurch durch das Rohr kO und schließlich durch eine Austrittsröhre k2 austretender Atem herausgedrückt wird.

Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die pneumatische Anordnung zunächst im Zusammenhang mit der Bildung der Beatmungsmischung und der Zuleitung zum Patienten beschrieben, danach erfolgt eine Beschreibung anhand des AusatmungsVorganges und schließlich unter Bezugnahme auf die Ventile für Druckluft usw., um den Strom der Beatmungsmischung und des austretenden Atems zu steuern.

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Ganz allgemein werden Rohre, die Luft, Sauerstoff oder Beatmungsmisehung führen, als Leitungen, Rohre, die ausgestoßenen Atem führen, als Röhren, und solche für Druckluft als Rohre bezeichnet.

Beim Eintritt in den Einlaß 30 gelangt der Sauerstoff zuerst durch einen Druckregulierer 44, der den Druck von dem Behälter 29 reduziert und innerhalb enger Grenzen hält, und dann durch ein Magnetventil 46, das zur Unterbrechung des Säuerstoffstromes durch die Leitung 32 betätigt werden kann, wie dies später beschrieben wird. Danach fließt der Sauerstoff durch ein Strömungsventil 48, das die Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 32 bestimmt, und dann weiter zur Steuerventilanordnung 50. Eine einzelne Membran 52.bildet ein Klappenventil 54, das in Abhängigkeit von dem durch die Leitung 32 und den flexiblen Teil 56 fließenden Sauerstoff öffnet. Das Teil 56 kann sich unter dem Einfluß des Druckes des Sauerstoffs frei gegen einen Ventilsitz 58 bewegen, um dadurch einen Austritt von Sauerstoff durch die Ausgangsleitung 60 zu verhindern. In dem in der Zeichnung dargestellten Zustand gelangt der Sauerstoff durch die Leitung 32, das Klappenventil 54 und durch eine Sauerstoff-Zwischenleitung 62 zum Sauerstoffbalg 64. Ein transparentes Gehäuse 66 schützt den Balg 64 und weist eine öffnung 68 zur Führung einer Stange 70 auf, die an einer mit dem oberen Teil des Balgs 64 gekoppelten Metallscheibe 72 angebracht ist. Fließt Sauerstoff durch die Leitungen 32 und 62, so wird der Balg 6Ö expandiert über die Stellung gemäß Fig. 1 hinaus in die gestrichelt

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gezeichnete Lage.'.An dieser Stelle sehließt das Magnetventil 6¹J, und Sauerstoff fließt durch eine Öffnung 7¹J in der Steuerventilanordnung 50 aus, wodurch der Druck in der Anordnung 50 und der Leitung 32 verringert wird. Die entstehende Druckdifferenz über der Membran 52 schließt das Klappenventil 5¹J, undder flexible Teil 56 hebt sich vom Ventilsitz 58 ab,

Das Gesamtgewicht von Stange 70 und Scheibe 52 wirkt auf den Balg 6¹I und preßt Sauerstoff durch die Sauerstoff-Zwischenleitung 62 zurück, wo er an das geschlossene Klappenventil -54-gelangt und dam entlang dem Ventilsitz 58 und durch die Ausgangsleitung 60 umgeleitet wird, wo er zum Sauerstoff-Eingangsventil 76 kommt. Dem Ventil 76 ist eine schwache Feder zugeordnet, um es gegen Schwerkraft in geschlossener Stellung zu halten, bis es durch den Druck des Sauerstoffs geöffnet wird, so daß Sauerstoff in einen Balg 78 gelangt, wo er mit Luft gemischt wird, die durch die Schwerkraftwirkung einer Metallseheibe am Boden des Balgs 78 durch ein Luftfilter 3** angesaugt wird. Ein gleiches Ventil 80 ist an einem Ende der Lufteinlaßleitung 82 nahe dem Ventil 76 angebracht. Die Leitung 82 verbindet den Filter 3¹J mit dem Inneren des Balges 78. In der dargestellten Lage sind die Ventile 76 und 80 geschlossen, da kein Sauerstoff und keine Luft durch die jeweiligen Leitungen 60 und 82 gelangt. Der Balg 78 enthält jedoch eine gewisse Menge an Beatmungsmischung von einer vorhergehenden Sauerstoff- und Luftzufuhr und wird durch die über den Einlaß 36 zugeführte Druckluft zusammengepreßt. Dadurch wird die Beatmungsmischung aus dem Balg

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herausgepreßt und gelangt über eine Verbindungsleitung 84 in den Befeuchter 86. In die Befeuchtungskammer 90 erstreckt sich ein elektrisches Heizelement 88. Die Kammer 90 ist nach unten zu dem im äußeren Gehäuse 94 vorhandenen Wasser 92 geöffnet, und das Heizelement 88 läßt langsam Wasser 92 verdunsten, um die Beatmungsmischung zu befeuchten, wenn sie die Verbindungsleitung 84 verläßt und durch die Kammer 90 strömt, bevor sie durch eine Austrittsleitung 96 ausfließt.

Eine Atemsteuerventilanordnung 98 hat eine ein Klappenventil 102 bildende Membran 100 und ein flexibles Teil 104, das gegen einen Ventilsitz 106 bewegbar ist. Das Teil 104 wird durch Druckluft von dem Einlaß 36 gegen den Ventilsitz 106 gedrückt, bis der Druckluftstrom in noch zu beschreibender Weise unterbrochen wird. Wie die Figur zeigt, wird eine Beatmungsmischung durch das Klappenventil 102 in die Atemmischung-Ausgangsleitung 108 gepreßt, die ein einstellbares überdruckventil 110 enthält, um zu verhindern, daß die Beatmungsmischung unter einem zu hohen Druck steht. Die Röhre 40 nimmt die Beatmungsmischung von der Leitung 108 auf und leitet sie einer Tracheairöhre zum Aufblähen der Lunge des Patienten zu. Die Beatmungsmischung fließt nur solange durch die Röhre 40 wie Druckluft den Balg zusammenpreßt. Somit kann bei Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil 142 das Volumen der dem Patienten vom Balg 178 zugeführten Beatmungsmischung durch Änderung der Zeitspannen gesteuert werden, während der Druckluft den Balg 78 zusammenpreßt. Läßt man außerdem gelegentlich mehr Druck luft während der gleichen Zeitspanne zufließen, so kann ein

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Beatmungsdruck erzeugt werden, der die Lunge des Patienten weiter aufbläht und ,sicherstellt, daß die Lungenzellen geöffnet werden. Dies wird später beschrieben-

Der nächste zu beschreibende Teil der pneumatischen Anordnung betrifft den austretenden Atem. Nachdem der Patient eine ausreichende Beatmungsmischung für einen Atemzug erhalten hat, unterbricht das Magnetventil 140 die Zufuhr von Druckluft. Die Lunge des Patienten befindet sich dann auf einem höheren Druck als das Innere der Befeuchter-Ausgangsleitung 96, da der Druck der komprimierten Luft in zu beschreibender Weise verringert wird. Somit schließt das Klappenventil 102. Ausßerdem gelangt Druckluft an die Unterseite des flexiblen Teils 104 der Membran 100, so daß beim Schließen des Magnetventils sich der flexible Teil. 104 vom Ventilsitz IO6 wegbewegt, wie dies im Zusammenhang mit demjenigen Teil der Anordnung beschrieben wird, der zur Druckluftzufuhr gehört. Der austretende Atem des Patienten gelangt dann dyrch die Röhre 40 und in die Eingangsröhre 112, die den ausgestoßenen Atem zu der Ventilanordnung 98 führt. Der flexible Teil 104 befindet sich im Abstand von-Ventilsitz 106, so daß der ausgestoßene Atem weiterhin entlang dem Ventilsitz und aus einer Verbindungsröhre 114 herausströmt.

Ein Spirometer II6 enthält einen Balg 118, der von einem eine öffnung 122 zur Führung einer Stange 124 aufweisenden Gehäuse 120 umgeben ist. Die Stange ist an einer Metallscheibe 126 befestigt, die mit dem oberen Teil des Balges II8 gekoppelt ist und eine entfernbare Halterung 128 aufweist, mit der durch Änderung

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der Anordnung das Gesamtgewicht von Stange 12^1₃ Scheibe 126 und Halterung 128 verändert werden kann, wenn bei besonderen Fällen ein vollständiges Zusammenfallen der Lunge unerwünscht ist. Ein minimales Gesamtgewicht ohne die Halterung 128 ist erforderlich, um den Balg 118 zusammenzudrücken und damit den ausgetretenen Atem aus dem Spirometer zu entfernen. Dabei muß das Gewicht ausreichen, um sicherzustellen, daß der gesamte Atem aus dem Spirometer herausgelangt, bevor der nächste Atem in das Spirometer eintritt. Der Boden des Spirometers weist ein Klappenventil 130 auf, das dem Ende der Verbindung sr öhre 114 zugeordnet ist, um sich automatisch zu öffnen, wenn aus der zusammenfallenden Lunge des Patienten herausgepreßter Atem durch die Röhre 114 und in den Balg 118 gedrückt wird, um den Balg aufzublähen. In der dargestellten Lage enthält der Balg ausgestoßenen Atem und befindet sich beim Zusammenfallen, wodurch der ausgestoßene Atem durch ein an einer Membran 13*1 angebrachtes Tellerventil 132 austritt. Während der Atem aus dem Balg 118 aus-' wird der unteren Fläche der Membran 13¹I Druckluft zugeführt, um das Tellerventil 132 geöffnet zu halten.

Für den dritten Teil der pneumatischen Anordnung, den Teil für die Druckluft, sind verschiedene Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Zunächst muß der Patient abwechselnd eine Beatmungsmisehung erhalten und seinen Atem ausstoßen. Dann muß der Balg 78 einmal während jedes Zyklus durch Druckluft zusammengedrückt werden. Ferner muß dem Tellerventil 132 und der Ventilanordnung 98 zur Steuerung Druckluft zugeführt werden.

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In dem Augenblick, in dem der Balg 64 sich ausdehnt, fällt der Balg 78 zusammen, um dem Patienten eine Beatmungsmischung. zuzuführen, und der Balg 118 fällt zusammen, um zuvor ausgestoßenen Atem des Patienten herauszudrücken. Wenn sich der Zyklus fortsetzt, so ergibt sich ein Zeitpunkt, zu dem der Sauerstoffbalg 64 zusammenfällt. Zu diesem Zeitpunkt dehnt sich der Beatmungsmischungsbalg 78 aus, um Sauerstoff vom Balg 64 aufzunehmen, und der Balg 118 nimmt vom Patienten ausgestoßenen Atem auf. Die Druckluft liefert die in der pneumatischen Anordnung zur Durchführung dieser Schritte erforderliche Energie, und die zeitliche Steuerung der Druckluftzufuhr erfolgt mittels einer elektrischen Schaltungsanordnung, die anhand von Fig. 3 beschrieben wird.

Zunächst sei auf die Verbindung eingegangen, über die von der Druckluftquelle 35 das Einlaßrohr 38 Druckluft erhält und diese durch einen Druckregulierer I38, ein Magnetventil 14O und ein einstellbares Ventil 142 leitet. Das Magnetventil

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wahlweise elektrisch mit /Sauerstoffventil 46 gekoppelt, so

daß beide Ventile gleichzeitig für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet werden können. Die Menge der durch das Rohr 38 hirtdurchtretenden Druckluft kann durch Einstellung des Ventil 142 geändert werden. Das Rohr 38 leitet die Druckluft zur Ventilanordnung 144, die entsprechend der Ventilanordnung 50 für den Sauerstoff aufgebaut ist und eine ein Klappenventil 148 und einen flexiblen Teil I50 bildende Membran 146 enthält. Der Luftdruck bewegt den flexiblen Teil ISO gegen einen Ventilsitz

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152 und öffnet das-Klappenventil 148, so daß Druckluft in das den Balg 78 umgebende Gehäuse 15*1 gelangen kann, um den Balg zusammenzudrücken und die Beatmungsmischung zum Patienten zu pressen. Nach einer durch eine elektrische Steuerschaltung festgelegten Zeitspanne wird das Magnetventil 1*10 geschlossen, und die im Rohr 38 eingeschlossene Druckluft tritt nahe der Ventilanordnung 144 durch die Öffnung 156 aus. Als Folge davon ergibt sich ein Druckunterschied über dem Klappenventil 148 und dem flexiblen Teil I50, durch den das Klappenventil geschlossen und der flexible Teil vom Ventilsitz 152 wegbewegt wird. Die Druckluft gelangt dann vom Gehäuse 154 in die umgebende Luft, und der Balg 78 öffnet sich unter dem Einfluß des Gewichts der Scheibe 79» um wieder mit Beatmungsmischung gefüllt zu werden.

Ein UmgehungsrohrvI60 mit einem Magnetventil 162 und einem Strömungsventil 164 dient zur Ergänzung des Druckluftstroms durch das Magnetventil 140 und das Ventil 142, um einen Atemstoß zu erzeugen, wenn die Ventile 162, 164 geöffnet sind und während der für das Einatmen festgelegten Zeitspanne mehr Druckluft in das Gehäuse 154 gelangt. Als Folge davon erhält der Patient ein größeres Volumen der Beatmungsmischung.

Ein Steuerrohr I66 transportiert Druckluft von einer Stelle in dem Zuführrohr zwischen Magnetventil l40 und Strömungsventil 142 zur Steuerung der Steuerventilanordnung 98 und des Tellerventils 132. Ein Druckregler 168 im Rohr I66 verringert den

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Druck der Luft, die sich zur Verbindung von Atemsteuerrohr 170 und Spirometersteuerrohr 172 bewegt. Der Druck wird von dem Rohr 172 direkt der Unterseite der Membran 134 in einer Tellerventilanordnung 174 zugeführt, die ebenfalls eine öffnung 176 .zum Austritt der Druckluft enthält.

Die in das Drucksteuerrohr 17O eintretende Druckluft muß zunächst ein Einwege-Ventil I78 durchströmen, das einen Strom in Richtung von dem Rohr I70 in die Rohre 172 und I66 verhindert, Eine Öffnungsanordnung I80 ist zum Abfließen von Druckluft mit dem Rohr 17O verbunden. Diese Anordnung enthält ein Hauptabzweigrohr 182, das mit einer einstellbaren Öffnung 184 und einer starren Öffnung 186 verbunden ist. Ein zweites Abzweigrohr I88 führt zu einer weiteren starren Öffnung I90. Die Anordnung der Öffnungen 184, 186 und I90 ist so gewählt, daß bei geschlossener einstellbarer Öffnung 184 die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Rohr 170 durch die Öffnung I90 festgelegt wird. Ist die Öffnung 184 vollständig geöffnet, so wird die Geschwindigkeit durch die kombinierte Wirkung der Öffnungen I86 und I90 festgelegt. In irgendeiner Lage zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen bewirkt die Öffnung 184 ein Ausströmen aus dem Rohr 170 mit einstellbarer Geschwindigkeit.

Die Steuerrohre 166, I70 und 172 bilden eine Drucksteuerung für das Tellerventil 132 und den flexiblen Teil 104 der Membran 100 der Steuerventilanordnung 98. Wenn das Magnetventil l40

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geöffnet ist, so ist· das Tellerventil offen, um ausgestoßenen Atem aus dem Balg 118 austreten zu lassen, und der Ventilsitz 106 ist durch den flexiblen Teil 104 abgedichtet, um zu -verhindern, daß Beatmungsmischung in das Spirometer 116 gelangt. Während das Ventil 140 geöffnet ist, strömt Druckluft durch die Öffnung 176 und die öffnungsanordnung l80 aus. Sobald das Ventil l40 sehließt, fällt' der Druck in den Rohren 166 und 172 wegen des AusstrSmens von Luft durch die Öffnung 176 ab, und die Öffnungsanordnung ISO ermöglicht ein gesteuertes Ausfließen, so daß der Druck im Rohr 170 abzufallen beginnt. Die Größen der Öffnungen 190, 184 und I86 sind so gewählt, daß sich der flexible Teil 104 in gewünschter Weise mehr oder weniger langsam vom Ventilsitz IO6 wegbewegt, so daß die Beatmungsmischung für eine kurze begrenzte Zeitspanne in der Lunge gehalten wird. Dies ist in solchen Fällen erwünscht, in denen sich die Lunge wegen innerer Verengungen unterschiedlieh aufbläht.

Es sei nunmehr auf die Arbeitsfolge der Ventile in der Anordnung eingegangen, deren Reihenfolge unter Bezugnahme auf das Einatmen und Ausatmen eines Patienten beschrieben wird. Die Beatmungsmischung wird zunächst in der beschriebenen Weise durch Zufuhr von Sauerstoff zum Balg 64 hergestellt, um ein vorbestimmtes Sauerstoffvolumen im Bälg anzusammeln. Dieser Sauerstoff wird dann in den Balg 78 geleitet, wo er mit Luft vermischt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Balg 64 zusammengefallen und der Balg 78 vollständig aufgebläht, wobei der

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Boden des Balgs 78 auf dem Boden des Gehäuses 154 ruht. Die Magnetventile 46, 140 und 162 sind geschlossen, und der Patient hat gerade das Ausatmen in das Spirometer I66 beendet. -Als nächstes öffnen die Ventile 46 und 140, so daß Sauerstoff in den Balg 64 einzuströmen beginnt, um einen frischen Sauerstoffvorrat für den nächsten Atemzug zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig gelangt Druckluft in das Gehäuse 154 und drückt den Balg 78 zusammen, wodurch eine Beatmungsmischung durch die Verbindungsleitung 84, den Befeuchter 86, die Steuerventilanordnung 98, die Eingangsröhre 112 und schließlich durch die Röhre I¹JO zum Patienten gepreßt wird; Die Menge der dem Patienten zugeführten Beatmungsmischung hängt von der Einstellung des. Steuerventils l42 und der Zeitspanne ab, während der das Magnetventil l40 geöffnet ist. Das Magnetventil 46 und das Strömungsventil 48 steuern in gleicher Weise die dem Balg 64 zugeführte Sauerstoffmenge. Die Ventile 46 und l40 sind elektrisch parallel geschaltet, so daß während einer vorbestimmten Zeitspanne Sauerstoff durch die Leitung 32 und Druckluft durch das Zuführrohr 38 fließt. Somit müssen die Steuerventile 48 und 142 so eingestellt werden, daß sichergestellt ist,' daß die gewünschten Volumina von Sauerstoff und Druckluft jeweils dem Balg 64 und dem Gehäuse 154 zugeführt werden. Während die Beatmungsmischung dem Patienten zugeleitet wird, gelangt in das Steuerrohr 166 und die zugehörigen Rohre I70 und 172 Druckluft. Dadurch kann das Spirometer II6 den zuvor ausgestoßenen Atem

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durch die Auslaßröhre 42 herausdrücken, während der Patient die Beatmungsmischung aufnimmt. Die Druckluft kann den Balg 78 soweit zusammendrücken, bis das dem Patienten zugeführte Volumen den Bälg 78 verlassen hat. Normalerweise ist der Balg zu diesem Zeitpunkt nicht vollständig zusammengedrückt. Sowohl das Magnetventil *J6 als auch das Ventil 140 werden dann stromlos, so daß Sauerstoff vom Balg 64 in den Balg 78 strömt und danach Luft durch den Filter J>k in den Balg 78 gelangt. Gleichzeitig beginnt der Patient auszuatmen, und der Druck im Rohr 170 wird verringert, da Druckluft aus der Öffnungsanordnung 180 herausströmt. Der äusgestoßene Atem des Patienten gelangt dann in das Spirometer, und das Ventil 132 schließt und faßt den ausgestoßenen Atem im Balg II8 zusammen, da die Druckluft aus dem Rohr 172 durch die Öffnung I76 in die Tellerventilanordnung m*\ geströmt ist. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne, die mindestens ebenso lang ist wie die Zeitspanne, während der dem Patienten Beatmungsmischung zugeführt wurde, ist der Balg II8 mit ausgestoßenem Atem gefüllt, und der Balg Sk enthält eine neue Sauerstoffüllung. Der Patient kann dann einen neuen Schub an Beatmungsmischung aufnehmen, und der Beatmungszyklus wird wiederholt.

Aus physiologischen Gründen (man nimmt an, daß fehlerhafte Luftvolumina für die Zufuhr von Sauerstoff in das Blut ausgeschieden werden müssen) ist es erforderlich, dem Patienten gelegentlich einen "Atemstoß" zuzuführen. Die später zu be-

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schreibende elektrische Zeitgeberschaltung enthält einen Schaltkreis, der an das Magnetventil 162 im Umgehungsrohr l6O anschließbar ist. Zu vom Bedienungspersonal gewählten Zeitpunkten und elektrisch gesteuert wird das Magnetventil 162 zusammen mit den Magnetventilen 46 und l4O geöffnet,um dadurch eine zusätzliche Menge von Druckluft durch das Umgehungsrohr 160 zu leiten. Dadurch wird der Balg 78 stärker zusammengedrückt als bei normalem Atmen, so daß dem Patienten eine zusätzliche Menge Beatmungsmischung zugeführt wird. Beim nächsten Atemzug erhält der Patient eine Beatmungsmischung, deren Sauerstoffgehalt etwas herabgesetzt ist, da dem Balg 78 bei jedem Zyklus ein festes Sauerstoffvolumen zugeführt wird und der Balg 78 für den Atemstoß weiter zusammengedrückt wurde. Die Mischung wird jedoch innerhalb einiger Zyklen wieder auf das gewünschte Verhältnis eingestellt.

Die Sauerstoffzufuhr kann erhöht oder vollständig gestoppt werden. Das Strömungsventil 48 läßt sich zur Erhöhung des Sauers toffvoluments von Hand betätigen und ggf. kann ein Schalter 190 in der Leitung zur Spule des Magnetventils 46 geöffnet werden, so daß das Ventil 46 geschlossen bleibt. Dadurch wird kein Sauerstoff zum Balg 64 geleitet. Das Klappenventil 76 im Balg 78 verhindert dann einen Rückfluß der Beatmungsmischung durch die Sauerstoffausgangsleitung 60.

Eine druckempflindliche Einrichtung 192 ist über ein Abzweig-

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rohr 194 mit der Verbindung von Röhre ¹IO, Leitung 108 und Röhre 112 verbunden. Die Einrichtung 192 ist elektrisch mit einer Steuerschaltung verbunden, die noch beschrieben wird.

In Fällen, in denen der Druckluftvorrat begrenzt ist, soll vorzugsweise keine Druckluft verschwendet werden. In der beschriebenen pneumatischen Anordnung tritt die Luft durch die öffnungsanordnung I8O und die öffnung I76 aus, während die Membran 100 gegen den Ventilsitz 106 gedruckt und das Tellerventil 132 offengehalten wird. In einigen Fällen kann es außerdem erwünscht sein, sicherzustellen, daß das Sauerstoff/ Luft-Verhältnis auch nach einem Ätmungsstoß konstant gehalten wird, und daß ein Minimum an Sauerstoff abgegeben wird. Eine pneumatische Anordnung, die diesen Anforderungen genügt, ist in Fig. 2 gezeigt.

Es sei nunmehr auf die Fig. 1 und 2 und insbesondere auf Fig. verwiesen, wobei Teile, die in Fig. 1 in identischer Weise benutzt werden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, während entsprechende Teile gestrichene Bezugszeichen haben. Der Hauptunterschied zwischen den Anordnungen gemäß Fig.lund Fig. besteht in der Anordnung zur Absenkung der Drücke in den Rohren 170 und 172, der Leitung 32 und des Zufuhrrohres 38 auf atmosphärischen Druck. Für die Sauerstoffzufuhr durch die Leitung 32 ist eine Steuerventilanordnung 50' ähnlich der Anordnung 50 vorgesehen, jedoch fehlt die öffnung 7*\ aus der Anordnung Sauerstoff wird durch das Magnetventil ^6' abgegeben, das das

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Magnetventil 46 ersetzt und einen Auslaß 196 aufweist,.Das Magnetventil 46' hat eine erste Stellung, in der Sauerstoff vom Einlaß 30 frei durch das Ventil und in das Ventil 50' -strömen kann, wobei kein Ausströmen durch den Auslaß 196 möglich ist. Wird das Ventil 46· stromlos, so kommt es in eine zweite Stellung, in der kein Sauerstoff von dem Einlaß 30 durch die Leitung 32 gelangen kann. Jedoch kann in dieser zweiten Stellung Sauerstoff von der Leitung 32 frei durch das Ventil 46' und durch den Auslaß 196 in die umgebende Luft strömen. Durch diese Anordnung wird ein minimaler Verlust an Sauerstoff erreicht, da im Gegensatz zu der Anordnung gemäß Fig. 1 Sauerstoff nur nach Sperren der Sauerstoffzufuhr durch das Ventil 46' in die umgebende Luft ausströmen kann. In der Anordnung gemäß Fig. 1 strömt der Sauerstoff bei geöffnetem Ventil 46 dauernd durch die Öffnung 74 aus.

Eine Druckluftventilanordnung 144· entspricht der Ventilanordnung 50', jedoch ist die Unterseite der Membran 146' über ein Abzweigrohr 198 mit einem Steuerrohr 166 verbunden. In dem Steuerrohr 166 ist ein Magnetventil 200 angeordnet, das ähnlich dem Ventil 46' arbeitet, um wahlweise entweder Druckluft vom Druckregulierer 168 zum Steuerrohr 166 oder, wenn das Ventil stromlos ist, von der Unterseite der Membran 146' und vom Abzweigrohr 198 durch den Auslaß 202 fließen zu lassen. Ferner ermöglicht das Ventil 200 ein Absenken des Druckes im Rohr 172 und an der Unterseite der Tellerventilmembran 134 ·, indem ein Ausströmen in die umgebende Luft erfolgt. Somit ist

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in der Tellerventilahordnung 17**' keine Öffnung vorgesehen.

Da das Steuerrohr 166 jetzt ein Steuerventil 200 aufweist, "kann der Druckregulierer 168 direkt vom Einlaß 36 über ein Zuführrohr 204 gespeist werden.

Das Ventil 200 kann nicht benutzt werden, um die Unterseite der Membran 100 von Druck zu entlasten, indem man Druckluft vom Rohr 170 durch den Auslaß 202 strömen läßt. Dies hat seine Ursache darin, daß, wie vorstehend erwähnt,'der Druck im Rohr 170 und an der Unterseite der Membran verhältnismäßig langsam abgesenkt wird, und daß ein Rückfluß zum Rohr 166 durch das Einweg-Ventil 178 im Rohr 170 verhindert wird. Dieser Teil der Anordnung unterscheidet sich jedoch von der Anordnung gemäß Fig. 1 darin, daß ein weiteres Magnetventil 206 an der Verbindung von Rohr 170 und Hauptabzweigrohr 182 eingefügt ist. Das Ventil 206 entspricht den Ventilen 200 und 46' und ermöglicht wahlweise ein Fließen von Druckluft durch das Rohr 170 ohne Zugang zum Abzweigrohr 182 und dann von der Unterseite der Membran 100 durch das Rohr 17O und aus dem Abzweigrohr 182 und der Öffnungsanordnung I80 heraus.

Die Anordnung der Ventile gemäß Fig. 2 verringert den Verlust an Sauerstoff und Druckluft im Vergleich zu der Anordnung gemäß Fig. 1. Wurde ferner in der Anordnung gemäß Fig. 1 Druckluft benötigt, um den Balg 78 zusammenzudrücken, so ergab sich

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ein Verlust an Druckluft, da diese durch die öffnung 176, durch die Öffnungsanordnung 180 und durch die öffnung 156 ausströmte. Wenn bei der Anordnung gemäß Fig. 2 die Druckluft den Balg 78 zusammendrückt» so ergibt sich kein Druckverlust in irgendeinem Teil der Anordnung.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich außerdem von der gemäß Fig. 1 dadurch, daß der Atemstoß auf andere Weise erzeugt wird. Die die Magnetventile 46^f und 140 speisende elektrische Schaltung enthält ein Relais und einen Widerstand, die schematisch bei 208 gezeigt sind. Soll ein Atemstoß erzeugt werden, so schaltet das Relais den Widerstand in den Schaltkreis, der die Spule speist, und dadurch werden die Magnetventile 46' und IiJO für eine längere Zeitspanne offengehalten. Infolgedessen erhält der Patient mehr Beatmungsmischung Ein Vorteil dieser Ätemstoß-Änordnuhg besteht darin, daß während des Einpressens der Atemstoß-Beatmungsmischung der Balg 64 während der gleichen Zeitspanne Sauerstoff erhält. Wenn dieser Sauerstoff in den Balg 78 gesaugt wird, so reicht es aus sicherzustellen, daß das resultierende Luft/Sauerstoff-Verhältnis in der Beatmungsmischung nach jedem Atemstoßzyklus auf dem gewünschten Wert bleibt.

Obwohl vorstehend zwei Ausführungsbeispiele für pneumatische Anordnungen beschrieben wurden, ist es selbstverständlich klar, daß Teile einer Anordnung weggelassen und durch Teile der ande-

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ren Anordnung ersetzt werden können. So kann beispielsweise das Ventil 206, das die öffnungsanordnung l80 speist, weggelassen werden, wenn verhütet werden soll, daß das Ventil -206 eventuell hängen bleibt und die Lunge des Patienten im aufgeblähten Zustand gehalten wird. Wenn entsprechende Dru.ckluftvorräte vorhanden sind, so kann die Anordnung gemäß Fig. 1 bevorzugt werden, da die Kosten für die Verwendung der Magnetventile ¹16' und 200 gemäß Fig. 2 nicht auftreten.

Damit ist die Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele einer pneumatischen Anordnung für die Erfindung beendet. Im folgenden werden die elektrischen Schaltungen für die Steuerung der pneumatischen Anordnungen beschrieben.

Fig. 3 zeigt eine elektrische Schaltung zur Steuerung der pneumatischen Anordnung gemäß Fig. 1. Diese Schaltung ist erforderlich, um die Magnetventile ^6, iXo und 162 zu vorbestimmten Zeitspannen während des Atmungszyklus zu öffnen und zu schließen. Sind die Magnetventile geöffnet worden, so werden der pneumatischen Anordnung Druckluft und Sauerstoff in der beschriebenen Weise zugeführt.

Die elektrische Schaltung besteht aus fünf-Unterschaltungen, die im unteren Teil von Fig. 3 bezeichnet sind. Die Unterschaltungen sind: eine Zyklus-Zeitgeberschaltung, die sowohl zur Steuerung der Einatemzeitspanne, während der dem Patienten Be-

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atmungsmischung zuführbar ist, als auch zur Steuerung der Ausatemperiode, während der der Patient ausatmet, einstellbar ist; e.ine Drucksteuerschaitung, die auf obere und untere Druckgrenzen des pneumatischen Zyklus für den Patienten einstellbar ist; eine Atemstoß-Schaltung, die zur Steuerung der Zeiten zwischen Atemstößen einstellbar ist und die periodisch das Magnetventil 162 (Fig. 1) in dem Augenblick erregt, in dem das Magnetventil I¹JO betätigt wird; eine Alarmschaltung zur Anzeige niedrigen Sauerstoffdruckes, längerem niedrigen Druck in der Röhre ¹JO (Fig. 1) und zu hohem Druck der Beatmungsmischung; eine Netzüberwachungsschaltung, die dem Benutzer einen Ausfall der Netzspannung für die Hauptschaltung anzeigt. Die Unterschaltungen werden in der vorstehenden Reihenfolge, d.h'. in Fig. 3 von links nach rechts beschrieben.

Die Zyklus-Zeitgeberschaltung enthält Zeitgeber Tl und T2, die die Einatemperiode, während der dem Patienten Beatmungsmischung zugeführt wird, bzw. die Ausatemperiode steuern. Die Zeitgeber ti, T2 weisen jeweils Potentiometer rl und r2 auf, , die miteinander gekoppelt sind, so daß für gleiche Einstellungen von rl und r2 die Zeitgeber Tl und T2 im wesentlichen gleiche Zeitverzögerungen erzeugen. Ein weiteres Potentiometer r2a ist in Reihe mit dem Potentiometer r2 geschaltet, so daß die· Ausjajtjemperiode durch Einstellung dieses Potentiometers r2a gegenüber,der Einatemperiode vergrößert werden kann.

Die Zeitgeber Tl und T2 betätigen jeweils Relais Rl und R2, so

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daß bei Beginn einer Spannungszufuhr zu einem der Zeitgeber nach einer Verzögerung das zugehörige Relais erregt wird. Jedes der Relais Rl und R2 bleibt solange erregt, bis die Spannung von dem zugehörigen Zeitgeber weggeschaltet wird, worauf dann das Relais abfällt» Das Relais Rl weist vier Kontakte Cl, C2, C3 und CM, das Relais R2 den Kontakt C5 auf

Die Zyklus-Zeitgeberschaltung ist mit dem Magnetventil für Druckluft und dem Magnetventil 46 für Sauerstoff verbunden, die vorstehend in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden. Der Schalter 190, der entsprechend der Beschreibung der Pig. 1 zur wahlweisen Zufuhr von Sauerstoff zur pneumatischen Anordnung diente, ist mit einem weiteren Schalter 2¹IO zur Betätigung einer Glühlampe 216 gekoppelt, um eine optische Anzeige dafür zu geben, daß die Sauerstoffquelle 29 mit der pneumatischen Anordnung verbunden ist.

Zur detaillierten Beschreibung der Zyklus-Zeitgeberschaltung wird davon ausgegangen, daß die Schalter 190, 214 geschlossen sind. Wenn der Hauptschalter 218 an den Netzspannungsklemmen 220, 222 geschlossen ist, so zeigt eine Glühlampe 219 an, daß die Schaltung unter Strom steht. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß der Strom von der Klemme 220 zur Klemme 222 fließt, so daß zu Anfang Strom durch die Glühlampe 216 fließt, um den Anschluß an die Netzspannung anzuzeigen. In diesem Augenblick fließt auch Strom durch den Leiter 224, der

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an den ersten Teil 226 eines gekoppelten Wahlschalters 227 (Fig. 5) mit fünf Teilen angeschlossen ist. Durch gestrichelte Linien 228, 230 ist angedeutet, daß der Teil 226 jeweils -mit dem zweiten, dritten, vierten und fünften Teil 232, 234, 236 und 238 des Wahlschalters gekoppelt ist. Jeder Teil kann· wahlweise einen Mittelkontakt mit einem von drei Außenkontakten verbinden. In jedem Fall zeigt der obere der drei Kontakte die Schaltung für einen vollautomatischen Zyklus, der mittlere Kontakt die Schaltung für einen halbautomatischen Zyklus und der untere Kontakt die Schaltung für einen vom Patienten beeinflußten Zyklus an. In der Darstellung sind die Schaltteile 226 und 232 in der "automatischen" Stellung, so daß die Zyklus-Zeitgeberschaltung die Einatem- und Ausatemperioden steuert.

Der Leiter 224 endet am Schalterteil 226 und ist mit den Leitern 240 und 242 verbunden. Betrachtet man zunächst den Leiter 240, so endet dieser an einem geschlossenen Kontakt C4, wo er mit weiteren Leitern 244 und 246 verbunden ist. Ein von Hand zu betätigender Schalter 248 in der Leitung246 dient zur Eichung der Atemstoß-Schaltung (wie beschrieben wird) und ist normalerweise geöffnet, so daß kein Strom in der Leitung 246 fließt. Der Leiter 244 führt jedoch Strom zu den Magnetventilen 46 und 140 und erregt diese, wodurch Sauerstoff und Druckluft in die pneumatische Anordnung strömen kann. Betrachtet man die andere Leitung 242, so fließt von ihr Strom durch den Wahlschalterteil 232 und dann über die Leitung 250, die Leitung 252,

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?ii-^; · .·"■-■ ;'.., ■■'.-■■■" .;·'·■',■-den geschlossenen Kontakt C¹I und die Leitung 25¹* zum Zeitgeber -Tl, wodurch dieser aktiviert wird und die Einatemzeitverzögerung beginnt. Während dieser Verzögerung wird dem Patienten mittels Druckluft,, die durch das geöffnete Magnetventil l4O in die pneumatische Anordnung gelangt, Beatmungsmischung zugeführt. Am Ende der Einatemverzögerung wird das Relais Rl erregt, wodurch der Kontakt Cl schließt und Strom von der Leitung 250 über die Leitung 256 zum Zeitgeber T2 fließen kann, der dadurch aktiviert wird. Gleichzeitig mit dem Schließen des Kontaktes Cl wird der Stromfluß zu den Magnetventilen 46, lMO durch öffnen des Kontaktes C^ unterbrochen, wodurch beide Ventile die Zufuhr von Sauerstoff und Druckluft zur pneumatischen Anordnung unterbrechen. Die Einatemperiode des Patienten.ist jetzt beendet, und die Ausatemperiode hat begonnen, deren Dauer durch die Verzögerung des Zeitgebers T2 bestimmt wird. Schließlich wird das Relais R2 erregt und öffnet den Kontakt C5, wodurch die Spannung für den Zeitgeber Tl unterbrochen wird. Die Kontakte Cl und C¹I kehren dann in ihre gezeichnete Ursprungslage zurück, und die Ventile 46 und l40 werden wieder geöffnet, und der Zyklus wird wiederholt.

Falls das Potentiometer r2a auf den Widerstand 'täüll eingestellt ist, so ist die erste Verzögerung, während der Beatmungsmi^ schung in die Lunge des Patienten gedrückt wirdi im wesentlichen gleich der zweiten Verzögerung, während der der'Patient aus- '

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atmet. Wenn das Potentiometer r2a in den Schaltkreis eingefügt wird, so erhöht sich die Ausatemverzögerung.

'Bei dem automatischen Zyklus beeinflußt der Patient keine der Punktionen. Der vollständige Zyklus wird von den Zeitgebern Tl und T2 gesteuert. Im halbautomatischen Betrieb kann der Patient jedoch einen neuen Zyklus anlassen, indem er einzuatmen versucht. Falls er jedoch nicht einatmet, kehrt der Zyklus in den automatischen Betrieb zurück, wodurch sichergestellt wird, daß der Patient Beatmungsmischung erhält. Um einen halbautomatischen Zyklus zu erhalten, muß die Drucksteuersehaltung mit der Zyklus-Zeitgeberschaltung gekoppelt werden.

Die Drucksteuerschaltung enthält einen Drucksteuermesser 260, der Signale von der Meßeinrichtung 192 (Fig. 1) aufnimmt. Das Meßgerät 260 hat einstellbare obere und untere Grenzanzeiger 262 und-264, die jeweils mit Steuerknöpfen 266 und 268 gekoppelt sind. Ein Zeiger 270 spricht auf Druckschwankungen an, die von der Meßeinrichtung 192 (Flg. 1) übertragen werden. Mit dem Meßgerät 260 sind Relais RL und RH gekoppelt, die jeweils erregt werden, wenn sich der Zeiger 270 im Uhrzeigersinn (Fig. 3) über die Grenzen 264 und 262 bewegt. Wenn der Zeiger sich im Gegenuhrzeigersinn zurückbewegt, so werden die Relais RH und RL stromlos, wenn der Zeiger die jeweilige'Grenze 262 bzw. 264 überläuft. In der Figur sind die zu den Relais RL und RH

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gehörigen Kontakte in derjenigen Stellung gezeigt, in der sie sich befinden, wenn der Zeiger zwischen den Grenzen 262 und 264 liegt. Das Relais RL steuert Kontakte C6, C7 und C8, während das Relais RH Kontakte C9 und ClO steuert. Die jeweiligen dritten und vierten Teile 234 und 236 des Steuerschalters bestimmen die Betriebsart der Drucksteuerschaltung.

Befindet sich der Steuerschalter in der bezeichneten "automatischen" Stellung, so ist die untere Grenze 264 unterhalb des atmosphärischen Druckes und die obere Grenze 262 etwas oberhalb des Druckes, der von einem voreingestellten, der Lunge des Patienten zugeführten Volumen erzeugt wird. Während des Betriebes des Beatmungsgerätes schwankt der Zeiger 270 entsprechend den Druckschwankungen vor und zurück, überschreitet der Zeiger aus irgendwelchen Gründen die obere Grenze 262, so wird das Relais RH erregt, und der Kontakt ClO schließt. Dadurch fließt Strom vom Kontakt ClO über den vierten Schalterteil und über die Leitung 272 zum Alarmsummer B3.;Eine Alarmlampe 274 ist dem Summer B3 parallel geschaltet, um eine optische Anzeige für das Auftreten eines zu hohen Druckes zu geben. Fällt der Zeiger 270 unter, die obere Grenze 262, so wird das Relais RH stromlos und der Kontakt ClO öffnet, wodurch Summer B3 und Glühlampe 274 abgeschaltet v/erden, über den Kontakt C9, der ebenfalls vom Relais RH betätigt wird, fließt' nur dann Strom, wenn sich der erste Sehalterteil 226 in der "Auslösestellung'durch den Patienten" befindet.

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Kommt der Zeiger 270, unter die Grenze 264,SO zeigt dies an, daß der Patient versucht hat einzuatmen und dadurch den Druck unter die Grenze 264 verringert hat. Infolgedessen wird der Kontakt C6 durch Stromlosmachen des Relais RL geschlossen, und eine Hilfslampe 276 wird eingeschaltet, um anzuzeigen, daß der Patient versucht hat zu atmen. Gleichzeitig wird der Kontakt C8 geschlossen- und der Kontakt C7 geöffnet. Diese, drei Kontakte haben jedoch keine Wirkung, wenn sich der Wahlschalter in der automatischen Stellung befindet. Somit werden also in der "automatischen" Stellung des Wahlschalters beim Überschreiten der oberen Grenze 262 durch den Zeiger 270 der Summer B3 und die Lampe 274 betätigt.

Betrachtet man den Zustand, in dem der Steuerschalter sich in der "halbautomatischen" Stellung und der Zeiger 270 sich in der in der Figur gezeigten Stellung befindet und sich zur Grenze 262 bewegt, so nimmt der Patient, gesteuert vom Zeitgeber Tl, eine Beatmungsmischung auf. Sollte der Patient jedoch versuchen zu atmen, so kann er dies tun, wobei der Zeiger 270 die obere Grenze überschreiten würde und der Summer B3 und die Lampe 274 in der vorstehend beschriebenen Weise eingeschaltet werden würden. Es ist daher zweckmäßig, die obere Grenze etwas höher als bei dem automatischen Zyklus einzustellen, um unnötige Betätigungen von Summer B3 und Lampe 27¹I zu vermeiden. Nach der durch den Zeitgeber Tl festgelegten Einatemzeitspanne beginnt der Zeitgeber T2 die Ausatemzeitspanne, und der Zeiger gelangt unter die untere Grenze 264, um nach Wegschalten des

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Zeitgebers T2 einen neuen Zyklus zu beginnen. Ein neuer Zyklus kann jedoch auch durch den Patienten ausgelöst werden, wie dies im folgenden beschrieben wird»

Wenn sich der Zeiger zur Grenze 26¹I bewegt, sind beide Zeitgeber Tl und T2 aktiviert,und die Ausatemperiode schreitet fort. Die Kontakte Gl bis C5 befinden sich in entgegengesetzten Stellungen zu den gezeichneten Stellungen. Strom fließt über den Kontakt Cl zum Zeitgeber T2 und über den Kontakt C5 zum Zeitgeber Tl. Versucht der Patient zu diesem Zeitpunkt zu atmen, so verringert er den Druck, und der Zeiger 270 gelangt unter die voreingestellte Grenze Z^₉ so daß das Relais RL stromlos wird und der Kontakt CT öffnet. Strom floß vom ersten Schalterteil 226 über dea Kontakt C7 zum Zeitgeber Tl und vom zweiten Schaltungsteil 232 über die Leitung 252, den Kontakt C5 und die Leitung 25M zum Zeitgeber Tl. Wenn der Kontakt C7 öffnet, so fließt kein Strom mehr zum Zeitgeber Tl, und die Zyklusschaltung wird zurückgestellt. Infolgedessen schließt der Kontakt C^, und es fließt Strom vom ersten Schalterteil über die Leitung 2¹IO und den Kontakt C¹J, um die Magnetventile H6 und 14O zu öffnen. Der Druck steigt dann an, so daß sich der Zeiger 270 über die untere Grenze 26*1 hinaus bewegt, worauf der Kontakt C7 wieder schließt und für den Ablauf eines automatischen Zyklus wieder Strom für den Zeitgeber Tl zur Verfügung steht. Somit besteht der Unterschied zwischen automatischen und halbautomatischen Zyklen darin, daß der Patient

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einen neuen Zyklus beginnen kann, indem er versucht einzuatmen. Macht er jedoch keinen Atemversuch, bevor die eingestellte Aus-. atemperiode beendet ist, so beginnt der automatische Zyklus mit einem neuen Atemzyklus. .

Als nächstes wird die Stellung des Wahlschalters beschrieben, in der der Patient den Betrieb beeinflussen kann. Der Zyklus wird in dem Fall vom Patienten ohne Verwendung der Zeitgeber Tl und T2 gesteuert.Es wird davon ausgegangen, daß sich der Zeiger 270 in der dargestellten Lage befindet, und daß der Patient gerade beginnt zu versuchen einzuatmen. Beim Einatmen fällt der Druck ab, bis der Zeiger 270 die untere Grenze 264 · erreicht hat, die so gewählt ist, daß der Patient versuchen muß einzuatmen, um den Zeiger 270 unter die untere Grenze 264 zu bewegen. Das Relais RL ist jetzt stromlos, so daß der Kontakt C8 geschlossen ist. Der dritte Schalterteil 23*1 und der Kontakt C8 bilden zusammen einen Schalter über den Stromstroßklemmen 182 des Relais RH, so daß dieses Relais erregt wird, wodurch der Kontakt C9 für den Beginn eines Druckzyklus schließt. Infolge des vom Schalterteil 226 durch die Leitung 278 und dann über den Kontakt C$ und die Leitung 280 zu den Ventilen l40 und 46 fließenden SEroms öffnen dann diese Ventile. Sobald der Zeiger 270 sich nach oben über die Grenze 284 bewegt, öffnet der Kontakt C8, und der Kontakt C9 bleibt in seiner Lage, bis diese durch das überschreiten der oberen Grenze 262 durch den Zeiger 270 geändert wird. Wenn der Zeiger 270 die obere Grenze

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262 erreicht, so öffnet das Relais RH den Kontakt C9, wodurch die Magnetventile Ηβ und l40 stromlos werden. Obwohl der Kontakt ClO geschlossen ist, befindet er sich nicht in dem Schaltkreis. Der Druck beginnt dann abzufallen, doch bleibt der Kontakt C9 geöffnet, da er keine bevorzugte Ruhelage hat. Diese Betriebsweise wird nur angewendet, wenn der Patient in der Lage ist zu atmen und lediglich eine Unterstützung benötigt.

Im folgenden wird die Atemstoß-Schaltung beschrieben. Die Energie für die Atemstoß-Schaltung gelangt über einen fünften Vfahlschalterteil 238, der so angeordnet ist, daß die Atemstroß-Schaltung betriebsbereit ist, wenn sich der Schalter entweder in der "automatischen" oder in der "halbautomatischen" Stellung befindet. Die Atemstoß-Schaltung ist abgetrennt, wenn sich der Wahlschalter in derjenigen Lage befindet, in der der Patient den Betrieb bewirkt.

Die Atemstoß-Schaltung enthält einen Zeitgeber T3 mit einem Potentiometer r3 sowie ein zugehöriges Relais R3 mit Kontakten CIl und C12, ferner ein Relais R4 mit Kontakten C13 und Cl4, ein Relais R5 mit Kontakten C 15 und Cl6 und ein Relais R6 mit Kontakten C17, C18 und C19. Die Kontakte C2 und C3 des Relais Rl der Zyklus- und Zeitgeberschaltung arbeiten mit der Atemstoß-Schaltung zusammen, und sie sind zur Vereinfachung der Darstellung noch einmal in der Atemstoß-Schaltung zwischen den Relais R5 und

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R3 dargestellt. -

Die Atemstoß-Schaltung hat einen Zeitgeber T3 und ein zuge- - höriges Potentiometer r3, um die vom Zeitgeber bestimmten Verzögerungen in der Größenordnung von 1 bis 7 Minuten einstellen zu können. Zur richtigen Zeitanpassung muß die Atemstoß-Schaltung so angeordnet werden, daß sie zu dem Zeitpunkt, zu dem das mit der Zyklus-Zeitgeber-Schaltung zusam-^ men arbeitende Ventil 140 zu öffnen beginnt, anfängt, eine zusätzliche Menge Druckluft durch das Magnetventil 162 (Fig. 1) zu leiten. Der Zeitgeber T3 ist so aufgebaut, daß er bei Betätigung unverzüglich das Relais R3 erregt, und wenn dem Zeitgeber T3 keine Spannung mehr zugeführt wird, so fällt das Relais R3 mit einer Zeitverzögerung ab.

Für eine einfache Beschreibung wird derjenige Augenblick betrachtet, in dem während des Zyklus der Zeitgeber T3 das Relais R3 erregt hat.. Dadurch werden die beiden Kontakte CIl und C12 geöffnet, und es gibt keinen geschlossenen Stromkreis, durch den von der Leitung 282 Strom fließen kann. Nach der Festlegung der Zeitverzögerung durch den Zeitgeber T3 fällt das Relais R3 ab, und die Kontakte CIl und C12 schließen. Dann fließt Strom über den Kontakt CIl, wodurch der Zeitgeber T3 aktiviert wird. Bevor jedoch das Relais R3 die Kontakte CIl und C12 öffnet, gelangt von der Leitung 282 durch die Leitung 284 über den Kontakt C12, die Leitung 286, den geschlossenen Kontakt C17 und die Leitung 288 Erregungsstrom zum Relais R5.

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Dadurch wird der Kontakt C15 geschlossen, so daß jetzt Strom von der Leitung 284 über den Kontakt C1-5 zur Leitung 286 und nicht mehr über den Kontakt· C12 fließt, der jetzt unter dem Einfluß des Relais R3 geöffnet ist.

Das Relais R5 hält jetzt die Kontakte C15 und Cl6 unabhängig vom Zeitgeber T3 geschlossen. Ist .das Relais Rl nicht erregt, so verhindert der Kontakt C3 einen Stromfluß von der Leitung 290 und dem geschlossenen Kontakt CI6. Eine Leitung 292, die mit der Leitung 290 verbunden ist, führt ebenfalls zu den geöffneten Kontakten C18, CI9 und Cl4. Infolgedessen wird der Ablauf gestoppt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Relais Rl nach der Einatemperiode erregt wird.

Beim Ansprechen des Relais Rl schließt der Kontakt C3, und es fließt Strom durch die Leitung 29^, den geschlossenen Kontakt CI3 und die Relaiswicklung des Relais R6. Zum gleichen Zeitpunkt öffnet der Kontakt C2, wodurch der Stromfluß zum Kontakt CI9 unterbrochen ist, der zu diesem Zeitpunkt wegen der Erregung des Relais R6 schließt. Der Strom von der Leitung fließt jedoch über die Leitung 296 zum geschlossenen Kontakt CI8, der einen Stromfluß über den Kontakt C13 und zurück zum Relais R6 ermöglicht. Das Relais R6 wird jetzt unabhängig von den Relais R3 und R5 sowie dem Zeitgeber T3 erregt gehalten. Der Kontakt CI7 ist geöffnet, wodurch das Relais R5 stromlos ist. "

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Der Zyklus kann'sich'nicht mehr fortsetzen, bis das Relais Rl wieder stromlos geworden ist, wodurch der Beginn einer neuen Einatemperiode angezeigt wird. Beim Abfallen des Re- -lais Rl öffnet der jetzt durch das öffnen des Kontaktes Cl6 abgetrennte Kontakt C3, und der Kontakt C2 schließt. Dadurch fließt Strom über den Kontakt 62 und dann durch den Leiter 298 und den geschlossenen Kontakt CI9 sowohl zum Magnetventil 162 als auch zur Leitung 300, die das Relais R4 erregt. Eine Warnlampe 302 ist dem Magnetventil 162 parallel geschaltet, um dessen geöffneten Zustand anzuzeigen. Bei Erregung ' des Relais R4 ist der Kontakt CI3 geöffnet, wodurch der Stromfluß durch das Relais R6 unterbrochen ist. Da jedoch der Kontakt Cl¹I jetzt geschlossen ist, fließt Strom über den Kontakt C2, die Leitung 298, die Leitung 30*1, den Kontakt Cl4 und die Leitung 300 zum Magnetventil 162, wodurch dieses geöffnet gehalten wird, bis das Relais Rk stromlos wird.

Am Ende.der Einatemperiode wird das Relais Rl wieder erregt, und der Kontakt C2 ist geöffnet. Dadurch wird der Stromfluß zum Ventil l62 und zum Relais R¹J unterbrochen. Die Kontakte CI3 und C14 kehren dann in ihre ursprüngliche Lage zurück, und die Schaltung hat den Atemstoß beendet. Während sich der Atemstoß fortsetzte, hat der Zeitgeber T3 einen neuen Zyklus begonnen, und nach einer nennenswerten Verzögerung wird das Relais R3 wieder ausgelöst und beginnt einen neuen Atemstoßzyklus.

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Der nächste Teil der elektrischen Schaltung ist die Alarmschaltung. Ausgehend vom oberen Teil der Alarmschaltung verbindet eine Leitung 306 den hinteren Teil des Schalters .in der Zyklus-Zeitgeber-Schaltung mit einem Druckschalter 308, der auf niedrigen Sauerstoffdruck anspricht und einen Summer Bl und eine Warnlampe 310 einschaltet, falls der Schalter geschlossen ist.

Der nächste Teil der Alarmschaltung betrifft den niedrigen Druck im Rohr kO (Pig. I). Ein Druckschalter 312 schließt, wenn der Druck abfällt und für eine längere Zeitspanne, als durch einen Zeitgeber T²J festgelegt, unterhalb eines Minimalwertes (typischerweise 7 cm Wassersäule) bleibt. Eine Leitung 31*1 führt dem Schalter 312 Strom zu, und bei einem Druckabfall unter den vorbestimmten Wert wird der Zeitgeber T^ aktiviert. Nach einer in den Zeitgeber eingebauten Zeitverzögerung (typischerweise etwa 7 Sekunden) wird das Relais R8 zum Schließen des Kontaktes C20 erregt. Eine Leitung 316 führt dann Strom von der Leitung 31¹I über den geschlossenen Kontakt C20, um einen Summer B2 und eine Warnlampe 318 einzuschalten. Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn größere Verluste bei der Zufuhr von Beatmungsmischung zum Patienten auftreten, oder wenn der Patient keinen neuen Zyklus auslöst, falls sich der Wahlschalter in der Stellung für die Auflösung durch den Patienten befindet.

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Diese Alarmschaltung enthält ebenfalls den vorstehend beschriebenen Summer B3, der beim überschreiten der oberen Grenze 262 des Druckes für die dem Patienten zugeführte Beatmungsmischung aktiviert wird.

Der letzte Teil der Schaltung betrifft die Netzüberwachung. Der Schalter 218 ist mit einem weiteren Schalter 320 in einem getrennten, eine Batterie 322 enthaltenden Schaltkreis gekoppelt. Wenn die Schalter 218 und 320 geschlossen sind, so ist ein Relais R7 erregt, und ein Kontakt C21 ist geöffnet, um einen Stromfluß durch den unteren Spannungskreis zu verhindern. Falls die Netzspannung ausfällt, so gibt das Relais R7 den Kontakt C21 frei, der einen Schaltkreis für den niedrigen Strom schließt und einen Summer B4 und eine Warnlampe 32¹I einsehaltet. Wenn die Netzversorgung wieder hergestellt ist, wird das Relais R7 wieder erregt, und der Schaltkreis für die niedrigere Energie wird unterbrochen.

Obwohl die elektrische Schaltungsanordnung in Zusammenhang mit drei Betriebsweisen, nämlich dem automatischen Betrieb, dem halbautomatischen Betrieb und dem vom Patienten beeinflußten Betrieb, beschrieben wurde, kann sie gegebenenfalls vereinfacht werden, wenn nur eine dieser Betriebsweisen vorgesehen wird. Ferner ist es nicht unbedingt erforderlich, die Atemstoß-Schaltung einzufügen, sondern" auch diese kann weggelassen werden.

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Wie vorstehend bereits in Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erwähnt, ist es gelegentlich erwünscht, Magnetventile 46', 200, und 206 einzufügen, um die Verluste an Druckluft und Sauerstoff zu begrenzen. Xn diesem Fall enthält die elektrische Schaltungsanordnung die parallel geschalteten Magnetventile *l6^f, 1*10, 200 und 2Ö6 anstelle der in Fig. 3 gezeigten, parallel geschalteten Magnetventile 46 und I¹IO. Die in Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene Atemstoß-Schaltung ist besonders geeignet für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.-Es ist jedoch auch möglich, die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 so abzuwandeln, daß sie für die pneumatische Anord- ■ nung gemäß Fig. 2 geeignet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind das Umgehungsrohr und die Ventile 162 und 164 entfernt, und der Regulierer 168 ist direkt mit der Druckluftquelle 35„ge— koppelt. In das Steuerrohr 166 für die Druckluft ist das Magnetventil 200 eingefügt. Die Länge der Einatemperiode wird durch Einfügen eines Widerstandes bei 208 in die elektrische Schaltungsanordnung vergrößert, wenn ein Atemstoß erzeugt werden soll.

In Fig. h ist eine Abwandlung gezeigt, die in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 vorgesehen werden kann, um die Länge der Einatemperiode zu vergrößern, wenn ein Atemstoß mittels der Anordnung gemäß Fig. 2 erzeugt werden soll. Mit den bereits beschriebenen Teilen übereinstimmende Teile haben die gleichen Bezugszeichen, um die Änderungen gemäß Fig. 4 auf

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- Ho -

Ir

die anhand von Pig. ,3 beschriebene Schaltungsanordnung zu beziehen. In Fig. 3 ist das Potentiometer rl direkt mit dem Zeitgeber Tl verbunden, und die Potentiometer r2 und r2a liegen in Reihe über dem Zeitgeber T2. In Fig. *l ist das Potentiometer rl parallel zu einem Potentiometer rH mit einem Ruhekontakt C22 .parallel geschaltet. Wie vorstehend bereits beschrieben, sind die Potentiometer rl und r2 miteinander gekoppelt, um sich im Gleichlauf zu bewegen, so daß bei einem Widerstand von Null des Potentiometers r2a die Einatem- und Ausatemzeiten im wesentlichen gleich sind. Dem Relais R^ gemäß Fig. 3 ist der Kontakt C22 zugefügt, so daß bei Erzeugung des Atemstoßes der Kontakt C22 durch das Relais R*J geöffnet und das Potentiometer in den Zeitgeberkreis Tl gebracht wird. Dadurch wird die Einatemperiode proportional mit der Vergrößerung des Volumens der dem Patienten zugeführten Atemmischung und dem Volumen des in den Sauerstoffbalg gelangenden Sauerstoffes verlängert. Das Potentiometer r2a bestimmt weiterhin, ob die Einatem- und die Ausatemperiode gleich sind, oder ob die Ausatemperiode länger als die Einatemperiode ist, außer beim Auftreten eines Atemstoßes.

Wie vorstehend bereits erwähnt, vergrößert in diesem Ausführungsbeispiel ein Atemstoß die Länge der Zeitspanne, während der das Sauerstoff-Magnetventil H6 und das Druckluft-Magnetventil 1*10 geöffnet sind. Die Konzentration an Sauerstoff in der Beatmungsmischung bleibt daher beim nachfolgenden Einatmen

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- ill -

im wesentlichen konstant.

In den Pig. 5 und 6 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen -Beatmungsgerätes 330 gezeigt. Dieses enthält die pneumatische Anordnung gemäß Fig. 1, und in Fig. 6 sind in der gleichen Stellung die Teile des Beatmungsgerätes gemäß Fig. 2 dargestellt.

Das Beatmungsgerät 330 besteht aus einer Basiseinheit 332, die T-förmige Endteile 33** und 336 trägt, die an der Vorderseite und der Rückseite der Basiseinheit 332 angeordnet sind. Nach oben gerichtete Platten 338 und 3*10 sind in Schlitzen 3**2 angeordnet und erstrecken sich nach hinten im Abstand voneinander zwischen den Endteilen 33¹I und 336. Die Endteile 33** und 336 bilden vier Paare von einander gegenüberliegenden Nuten 3^*1, 3*f6, 348 und 350 zur jeweiligen Aufnahme eines Sauerstofftroges 352, eines Beatmungsmischungstroges 35*1, eines Spirometertroges 356 und eines Befeuchtertroges 358. Diese Tröge haben jeweils nach außen gewölbte Ränder 36O, 36*1 und 366, mit denen sie verschiebbar in die Nuten eingreifen.

Der Sauerstofftrog 352 trägt ein im wesentlichen glockenförmiges, transparentes Kunststoffgehäuse 368, das einen Sauerstoffbalg 370 und eine Stange 372 enthält, die zum Zusammendrücken des Balges 370 mit einer Scheibe 37** verbunden ist. Wie deutlicher in Fig. 6 zu erkennen ist, erstreckt sich die

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Stange 372 durch die Scheibe 374 hindurch und ragt in eine flache Vertiefung 376 in der Endwand 378 des Balges 370 hinein. Das Gehäuse 368 hat zur Führung der Stange 372 eine Öffnung 378 sowie Öffnungen 38I, mittels derer der Balg 370 sich ausdehnen kann, wenn Sauerstoff eingepreßt wird. Das Gehäuse 368 hat einen sich nach außen"'erstreckenden Rand 382, der einen sich nach außen erstreckenden Plansch im Öffnungsbereich des Balges 370 gegen den Trog 372 drückt, um den Balg abzudichten. Das Gehäuse 378 wird in seiner Lage am Balgflansch 384 mittels vier drehbarer Verriegelungen 386 gehalten, die in Eingriff mit einem Druckring 387 am Gehäuserand 382 stehen, und eine Skala 385 zeigt das Sauerstoffvolumen im Balg 368 an,-

Die Tröge 354, 356 und 358 haben jeweils Gehäuse 388, 390 und 392, die mittels entsprechender drehbarer Verriegelungen 394, 396 und 398 gehalten werden.

Ein Balg 400 zur Aufnahme von Sauerstoff und Luft befindet sich in dem Gehäuse 388 und wird entsprechend dem Balg 270 gehaltert, mit dem er austauschbar ist. Der Balg 400 enthält jedoch eine Scheibe 402 zur Dehnung des Balges. Die Scheibe 102 hat eine Mittelöffnung 4O4, die Platz für eine flache Vertiefung 406 in der Endwand des Balges 400 bildet, so daß die Scheibe 402 zentrisch bezüglich der Endwand des Balges angeordnet werden kann. Ein Spirometerbalg 408 befindet sich

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im Gehäuse 390 und weist zum Zusammendrücken eine Scheibe 410 und eine Stange 412 auf. Dieser Balg 408 ist austauschbar mit den Bälgen 380 und 400.

Wie deutlicher in Fig. 6 zu erkennen ist, erstreckt sich eine Sauerstoffleitung 4l4 nach unten und horizontal von einer öffnung 416 im Trog 352, um-den Balg 370 mit einer" Steuerventilanordnung 4l8 zu verbinden, die an der Platte 338 angebracht ist. Eine Leitung 414 verläuft durch eine Öffnung 420 in der Platte 338 und in eine Sauerstofföffnung 422 in der Ventilanordnung 4l8. Die öffnung 422 enthält eine ringförmige Nut mit einem elastischen Dichtungsring 424, der dichtend um das vorstehende Ende der Leitung 4l4 liegt.

Ein länglicher.Schlitz,426 erstreckt sich vom oberen Teil der Platte 338 nach unten und kann in Eingriff mit einer ringförmigen Nut 428 am Ende eines mit dem Luftfilter 432 verbundenen Winkelstückes 430 kommen. Ist das Winkelstück in den Schlitz 426 eingebracht, so befindet sich sein offenes Ende in der Lage zur Verbindung mit einem Ende einer Lufteinlaßleitung 434, die am Trog 354 angebracht ist. Die Leitung 434 führt Luft vom Filter 432 durch ein Klappenventil 436 in den Balg 400. Ein entsprechendes Klappenventil 437 ist mit einem Ende der Sauerstoffausgangsleitung 438 verbunden, die mit ihrem Ende 440 mit einer Öffnung 442 in der Platte fluchtet. Eine Säuerstoffauslaßöffnung 440 fluchtet mit der öffnung 442 und weist eine ringförmige, einen Dichtungsring

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aufnehmende Aussparung auf, so daß das Ende 440 der Leitung 438 abgedichtet wird.

-Eine Verbindungsleitung 448 verläuft von der Öffnung 450 im Trog 354 bis zum Ende 452, wo sie in Eingriff mit einer Öffnung *J54 in der Platte 338 kommt. .

Die Enden 433, 452 und 440 der Leitungen 434, 448 und 43.8 erstrecken sich parallel zueinander, so daß beim Eingriff des Troges 354 in die Nuten 346 das Ende 433 in Eingriff mit dem Ende des Kniestückes 430 des Luftfilters kommt, das Ende 448 sich durch die Öffnung 454 in der Platte 338 erstreckt und das Ende *l40 in Eingriff mit dem Dichtungsring 448 der Öffnung 444 steht. .

Das Gehäuse 388 enthält eine Öffnung 456, die über eine elastische Dichtung 458 mit einer Druckluftleitung fluchtet. Die Dichtung befindet sich am oberen Teil der Basiseinheit 332 und hat eine' sich nach innen erstreckende, radiale Rippe 460, die sich unter dem Einfluß der Druckluft nach oben.wölbt, um in dichtenden Eingriff mit dem Gehäuse 388 um die Öffnung 456 zu kommen. Ist der Trog 354 in Eingriff mit den Nuten 346, so gleitet das Gehäuse 388 an seine Stelle über der Dichtung 458 und fluchtet mit dieser, wenn der Trog vollständig von den Nuten 346 aufgenommen ist.

Der Befeuchtertrog 358 hat eine Leitung 462 zur Beförderung von

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Beatmungsmischung in,einen Befeuchter 463· Diese Leitung endet in einer zylindrischen Kupplung 46¹J, die das Ende 452 der Verbindungsleitung 448 aufnimmt. Der Trog 358 weist außerdem eine Befeuchterauslaßleitung zur Beförderung von befeuchteter Beatmungsmischung vom Befeuchter. 463 zu einer Atemsteuerventilanordnung 468 auf. Befindet sich der Trog 358 in den Nuten 350, so erstreckt sich die Kupplung 464 durch eine öffnung 470 in der Platte 340 und greift über das Ende 452 der Verbindungsleitung 448, so daß eine luftdichte Verbindung entsteht.

Der Befeuchter 463 besteht aus einem ovalen Gehäuse, das mit seinem oberen Ende am Trog 358 angebracht ist und nach unten zu einem offenen Ende 474 ausläuft. Am Trog 458 ist ein elektrisches Heizelement befestigt, das sich im Inneren des Ge-"· häuses 472 nach unten erstreckt, um das im Gehäuse 392 enthaltene Wasser 478 zu erwärmen. Ein Kabel 480 verläuft vom Heizelement 475 zu einem Stecker 482, der in einer Steckeraufnahme J|84 sitzt, die mit einer üblichen Spannungsquelle (nicht gezeigt) verbunden ist.

Befinden sich die Tröge 352, 354 und 358 in ihren Lagen in den jeweiligen Nuten 344, 346 und 350, so ist die pneumatische Anordnung zur Gewinnung von befeuchteter Beatmungsmischung sowie zur Zufuhr dieser Mischung zum Ende 486 der Befeuchterausgangsleitung 466 fertiggestellt.

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Der Spirometertrog 356 enthält eine Verbindungsröhre 488, deren Ende 490 in Eingriff mit einer Beatmungssteuerventilanordnung 468 steht. Die Röhre 488 enthält ein Ventil 489 .und endet an ihrem anderen Ende in einem Klappenventil 492, das ein Hindurchtreten des ausgestoßenen Atems durch die Röhre 488 und in den Balg 408 ermöglicht. Das Ventil 489 gestattet dem Benutzer die Ableitung ausgestoßenen Atems durch einen Auslaß 493, falls der Atem für eine spätere Analyse gesammelt werden soll.

Der ausgestoßene Atem kann aus dem Balg 408 nur dann ausströmen, wenn ein Tellerventil 494 geöffnet ist. Ein Druckluftsteuerrohr 496 verläuft von der Tellerventilanordnung 498 zu einem Ende .500, das sich über den Trog 356 hinaus erstreckt, um automatisch in Eingriff mit einem Verbindungsblock 502 zu kommen, wenn der Trog 356 entlang der Nut 348 in seine Lage bewegt.wird.

Die Tellerventilanordnung 498 besteht aus einer verhältnismäßig starren Scheibe 504 zur Halterung einer kreisförmigen Gummidichtung 506, die über eine öffnung 508 im Trog 356 gebracht werden kann.Die Dichtung und die Scheibe 504 sind nahe dem Kopf einer Schraube 510 angeordnet, die sich nach unten durch ein Abstandsstück 512, eine Begrenzungsstange 514, eine Membran 576 und in eine Mutter 518 erstreckt. Die Stange 514 ist in Draufsicht verhältnismäßig schmal und rechteekförmig, so daß sie den Durchstrom des ausgestoßenen Atems durch

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die Öffnung 508 nicht blockiert, wenn das Tellerventil geöffnet ist. Ein Mittelteil der Membran 516 ist zwischen der Begrenzungsstange 514 und der Mutter 518 gehalten, und der
Außenrand der Membran wird zwischen einem oberen Rahmenelement 520 an der Unterseite des Troges 356 und einem Block 522 festgelegt. Ist das Tellerventil 49²I geöffnet, so kann ausgestoßener Atem durch die Öffnung 508 hindurchtreten und entlang dem Rahmenelement 520 ausströmen. Das Tellerventil HsH wird durch Druckluft offengehalten, die über ein Rohr 496 und einen Durchlaß 524 unter die Membran 516 gelangt. Eine öffnung führt vom Durchlaß 524 in die umgebende Luft, so daß Druckluft unter der Membran 516 ausströmen kann, wie dies anhand von Fig. 1 beschrieben wurde. Steht somit in dem Rohr 496 keine Druckluft mehr zur Verfügung, so fällt der Druck im Durchlaß 524 und unter der Membran 516 durch Ausströmen durch die Öffnung 526 ab, und das Tellerventil 494 schließt.

Dem Block 502 wird Druckluft mittels eines Steuerrohres 568 von dem Drucklufteinlaßrohr 530 zugeführt. Das Rohr 528 ist mittels eines T-Stückes 532 mit dem Rohr 530 und mit einem
flexiblen Steuerrohr 536 verbunden, dessen anderes Ende in
zu beschreibender Weise an die Steuerventilanordnung 468 angeschlossen ist. Ein Ende 538 des Druckluftrohres 53Ö erstreckt sich aus der Basiseinheit 332 heraus, um einen Druekluftanschluß für das Beatmungsgerät zu bilden. Das andere Ende des Rohres 530 ist an der unteren Hälfte 540 der Druckluftventil-

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anordnung 5^2 angebracht. Diese untere Hälfte enthält nach oben gerichtete Auslässe 5^4 und 5^6» die von einer Hauptbohrung 5^8 gespeist werden. Eine öffnung 550 erstreckt sich von der Hauptbohrung 5^8 nach unten, um ein Ausströmen von Druckluft unter'dem flexiblen Teil einer Membran 554 heraus zu ermöglichen, welche eine Klappe 556 zum Schließen des Auslasses ^k enthält. Der flexible Teil 552 dichtet eine Entlüftungsöffnung 558 ab, wenn der Unterseite des flexiblen Teils Druckluft über den Auslaß 5^6 zugeführt wird. Wie vorstehend beschrieben, ist die Klappe 556 bei durch den flexiblen Teil 552 abgedichteter Entlüftungsöffnung 558 geöffnet, und Druckluft strömt durch ein in die Dichtung 458 eingesetztes kurzes Rohr 560 und in das Gehäuse 388. Das untere Ende des Rohres 560 steht in Eingriff mit einem Dichtungsring 562, der in der oberen Hälfte der Ventilanordnung 5^2 gehaltert ist.

Die Sauerstoffsteuerventilanordnung 4l8 ist austauschbar mit der beschriebenen Druckluftventilanordnung 542. Die Ventilanordnung 4l8 steuert jedoch den Sauerstoffstrom von der Sauerstoff eingangsleitung 564, deren erstes Ende 566 zum Anschluß an eine Sauerstoffquelle außerhalb der Basiseinheit 332 liegt. Das andere Ende der Leitung 564 ist mit der Ventilanordnung verbunden, um durch die Sauerstoffleitung 414 Sauerstoff zu führen und dann eine Messung de.r Sauerstoff menge zu ermöglichen, die vom Balg 370 zurück zur Ventilanordnung 418 und in die Sauerstoffausgangsleitung 438 fließt, welche die Zufuhr von Sauer—

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stoff in den Beatmungsmischungsbalg 400 ermöglicht.

Die Beatmungssteuerventilanordnung 468 ist mit Reibsitz an "den Jeweiligen Enden 490, 486 des Verbindungsrohres 488 und der Befeuichterausgangsleitung 466 befestigt. Der Aufbau der Ventilanordnung 46-8 wird in Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben=. Eine Beatmungsmischungsausgangsleitung 568 und ein Ausatem-Eingangsrohr 5?O erstreckt sich von der Ventilanordnung 468 zn einer Y-förmigen Verbindung 572* die die Leitung 568 und das ßohr 5?0 mit einem Rohr 574 verbindet. Ein Trachealrohp 5?6> ist· zum Einführen in einen Luftröhrenschnitt des Patienten am Ende des Rohres 574 angebracht * und eine Abzweigröhre 578 ist an der Y-förmigen Verbindung, befestigt, um Druckänderungen: art eine Druckmeßeinrichtung 580 zu übertragen, die beispielsweise innerhalb der Basiseinheit 332 liegen kann,, jedoch zur besseren Darstellung getrennt gezeigt ist. Die Einrichtung 580 arbeitet mit der Drucksteuerschaltung gemäß Fig. 3 zusammen*

Die Brackregulierer¹,, Strömungsventile, Magnetventile, Öffnungsanordnungen und Einweg-Ventile, die in der Basiseinheit 332 vorgesehen sind,, sind in der in Fig. 1 beschriebenen Art angeordnet. In Fig. 6 sind diese Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1, so daß eine einfache Zuordnung möglich, ist«

Wie Fig* 5 z&igk* ertfebält die Basiseinheit 332 eine Steuer-

platte 5&2, auf der'die in Zusammenhang mit den Fig. 1 und 3 _: beschriebenen Steuerungen angeordnet sind. Um die Beschrei- .. «;. bung zu vereinfachen und eine Beziehung zwischen den Fig. 1 und 3 und der Fig. 5 herzustellen, sind die Steuerungen ent- ν sprechend den Fig. 1 und 3 numeriert.

In Fig. 7 ist die Atemsteuerventilanordnung 468 gezeigt. Eine erste Hälfte 582 ist bezüglich einer zweiten Hälfte 584 durch eine Umfangslücke 585 an der zweiten Hälfte 584 festgelegt, die eine Membran 586 hält. Befestigungselemente 588 (Fig. 6) erstrecken sich durch die Hälften, um die Membran 586 bezüglich einer Klappe 590 und einem' flexiblen Teil 592 festzulegen. Die Befestigungselemente 588 ermöglichen eine einfache Demontage zum Sterilisieren in einem Autoklav und zum Ersetzen der Membran 586.

Die erste Hälfte 582 weist einen Eintrittsdurchlaß 594 auf, der von der Befeuchterauslaßleitung 466 (Fig. 5) ausgeht und Beatmungsmischung zu einem Zwischendurchlaß 596 führt, der an der Unterseite der Klappe 590 endet, um einen Rückstrom in den Durchlaß 596 zu verhindern. Wenn die Beatmungsmischung unter Druck steht, so kommt die Klappe 590 in die gestrichelt dar¹ gestellte Lage, so daß die Mischung in einen Austrittsdurchlaß 598 in der zweiten Hälfte 584 gelangen kann. Die Beatmungsmischungsausgangsleitung-568 (Fig. 5) besteht aus flexiblem Kunststoff und kann durch Reibung in dem Ausgangsdurchlaß 598

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gehalten werden, so"daß ein pneumatischer Kreis für den Patienten hergestellt wird. ■

Der Eingangsdurchlaß 59-4 ist mit dem Zwischendurchlaß 596 über eine Ablaßleitung 600 verbunden. Wie besser in Fig. 8 zu.erkennen ist, öffnet sich diese Leitung im Bereich eines Ventilsitzes 602, der mit einer aul* einer Abdeckung 606 befindlichen Gummischeibe 6O4 zusammen arbeitet, um normalerweise Verluste an Beatmungsmischung durch die Ablaßleitung 600 zu vermeiden. Die Abdeckung 6O6 ist schwenkbar an einem Hebel 6O8 angebracht, der schwenkbar zwischen Halterung 610 an der Unterseite der ersten Hälfte 582 befestigt ist. Ein Gegengewicht 6l2 ist auf dem Hebel nahe dem entfernten Ende verschiebbar befestigt, um die Scheibe 6O4 gegen den Ventilsitz 602 zu drücken und damit Verluste an Beatmungsmisehung zu verhindern. Wird der Druck der Beatmungsmiscliung jedoch zu hoch, so wird die Scheibe 604 vom Ventilsitz 602 weggedrückt, um Beatmungsmischung austreten zu lassen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei Nichtbeachtung eines Alarmsignals wegen hohen Druckes dieser Druck nicht einen maximalen Wert überschreitet, der durch die Lage und die Größe des Gegengewichtes 612 festgelegt ist.

Der- austretende Atem des Patienten kommt von einem Ausatem- , eingangsrohr 570 in den Eintrittsdurchlaß 640 in der zweiten- -Hälfte 584. Das Rohr 570 ist von gleichem Aufbau wie die Lei-

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tung 568 und durch Reibung im Durchlaß 6l4 gehalten. Der Atem aus dem Durchlaß 6m gelangt in eine Ringkammer βίβ . um einen Ventilsitz 618. Der flexible Teil 592 der Membran wird durch Druckluft von einer flexiblen Steuerröhre 536, die im Reibsitz über einem in die erste Hälfte 584 eingeschraubten Stutzen 620 sitzt, gegen den Ventilsitz 618 gedrückt. Während der Einatemperiode wird dem Rohr 536 Druckluft zu-· geführt, wodurch in der Vertiefung 622 an der Unterseite des flexiblen Teils 592 ein Druck erzeugt wird, der den Teil 592 auf den Ventilsitz 618 preßt.

Zu Beginn der Ausatemperiode läßt man den Druck in der Vertiefung 622 und dem Rohr 536,wie vorstehend beschrieben, absinken, indem Druckluft durch die Öffnungsanordnung I.80 (Fig. 1 und 6) austritt. Der flexible Teil 592 löst sich dann vom Ventilsitz 618,und der ausgestoßene Atem strömt durch den Eintrittsdurchlaß 6l4 in die Kammer 6l6 und dui*ch den Austrittsdurchlaß 624 heraus. Der ausgestoßene" Atem kommt dann in die Verbindungsröhre 488 (Fig. 5)j die das Spirometer speist.

Fig. 9 zeigt eine Verbindung zwischen dem Ende 49Ο der Röhre und dem Ausgangsdurchlaß 624. In der Öffnung des Durchlasses 624 ist eine Ringnut 626 zur Aufnahme eines elastischen Dichtungs· ringes 628 vorgesehen. Wird die. Ventilanordnung 584 (Fig. 5) auf die Röhre 488 gedrückt, so gelangt das Ende 490 in den Dichtungsring 628 und dichtet die Röhre 488 im Durchlaß 624 ab.

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Durch das Zusammendrücken des Dichtungsringes wird eine ausreichende Reibung erzeugt, um die Teile zusammenzuhalten.

i"ig. 9 zeigt eine typische pneumatische Dichtung, wie sie in dem Beatmungsgerät verwendet wird. Eine entsprechende Dichtung ist zwischen dem Ende 486 der Befeuchterausgangsleitung 46 und dem Eingangsdurchlaß 594 in der ersten Hälfte 582 der Ventilanordnung 468 vorgesehen. Ferner befinden sich derartige Dichtungen zwischen der Befeuchterkupplung 464 und dem Ende ^52 der Verbindungsleitung 448 sowie der Druckluftsteuerröhre 496 und dem Verbindungsblock 502.

Fig. 10 zeigt den Aufbau der Klappenventile 436, 437, die jeweils während der Ausatemperiode den Eintritt von Luft und Sauerstoff in den Beatmungsmischungsbalg 400 ermöglichen. Die Sauerstoffausgangsleitung 438 führt Sauerstoff zu einer öffnung 630 im Trog 354, und die Lufteinlaßleitung 434 leitet Luft zu einer öffnung 632 im Trog. Die öffnungen sind mit einem länglichen flexiblen Element 634 bedeckt, das Mittelöffnungen 636 zur Aufnahme eines Paares von Stutzen 638 (von denen einer gezeigt ist) aufweist. Jeder Stutzen hat einen konischen Teil 640, einen zylindrischen Zwischenteil 642 und einen zylindrischen Endteil mit geringerem Durchmesser zum Eingriff in eine entsprechende Öffnung 644 im Trog 354. Der Endteil 645 ist ausreichend lang, um durch den Trog hindurch zu reichen, und er hat ein:, ver formt es vorderes Ende, um im

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Trog verriegelt zu werden. Befindet er sich in seiner Lage im Trog, so bildet der Stutzen 638 eine einfache Verbindung für das flexible Element 634. Die Löcher 636 haben im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Mittelteil 642, so daß das flexible Element über den konischen Teil 640 des Stutzens geschoben werden kann und dann in seine· Lage um den Zwischenteil 642 springt.

Eine schwache Drahtfeder 646, die etwa nierenförmig ist, kann unter die konischen Teile 640 der Stutzen 638 greifen, um das flexible Element 634 gegen Schwerkraft in seiner Lage über den öffnungen 63O, 632 zu halten.

Fig. 11 zeigt das Klappenventil 492, montiert am Spirometertrog 356. Dieses Klappenventil 492 ist in gleicher Weise"aufgebaut wie die Ventile 436 und 437, und man erkennt die Art des Zusammenbaus der Teile gemäß Fig. 10.

Das Klappenventil 492 hat ein flexibles Element 648, das eine öffnung 650 im Trog 356, die den austretenden Atem vom Verbindungsrohr 488 aufnimmt, abdeckt. Das Element 648 wird mittels zweier Stutzen 652 gehalten, die gleiche Form und Aufgabe wie die Stutzen 638 (Fig. 10) haben.

Falls es erforderlich wird, eines.der flexiblen Elemente 634 (Fig. 10) oder 648 (Fig. 11) zu ersetzen, kann dieses einfach

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von den jeweiligen Stutzen 638 bzw. 652 abgezogen und ein neues Element in der vorstehend beschriebenen Weise Über die Stutzen gezogen werden.

In Fig. 5 ist zu erkennen, daß die Teile des Beatmungsgerätes, die in einem Autoklav sterilisiert werden sollen, sehr schnell und einfach und ohne Anwendung spezieller Werkzeuge entfernbar sind. Steht außerdem ein Satz von Austauschtrögen und zugehörigen Elementen zur Verfugung, so können von dem Beatmungsgerät die alten Teile abgezogen und <äie neuen Teile innerhalb relativ kurzer Zeit eingebaut werden.

Das konstruktive Ausführungsbeispiel des Beatmungsgerätes gemäß Fig. 5 bis 11 enthält die pneumatische Anordnung gemäß Fig. 1 und die elektrische Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3· Soll die pneumatische Anordnung gemäß Fig. 2 und die Abwandlung der elektrischen Schaltungsanordnung gemäß Fig. H verwendet werden, so werden die Ventile und die anderen Teile verändert, um denen zu entsprechen, die anhand der Fig. 2 und k beschrieben wurden« Der konstruktive Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 bis 11 bleibt dabei unbeeinflußt. Es ist somit für den Fachmann ohne weiteres möglieh, die Anordnungen gemäß Fig. 2 und k in das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 einzufügen, indem sie die Teile ersetzen, die vorstehend beim Vergleichen der Fig. 1 und 2 und der Fig. 3 und ¹I

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erwähnt wurden.

Zur Vereinfachung der Beschreibung wurde eine Anzahl von -Zusatzeinrichtungen weggelassen. So ist es beispielsweise üblich, nach dem Befeuchter eine Wasserfalle einzubauen, um sicherzustellen, daß keine Wassertröpfchen in die Lunge des Patienten gelangen. Ferner ist es häufig erwünscht, eine Meßeinrichtung zur kontinuierlichen Messung der Sauerstoffkonzentration in der Beatmungsmischung vorzusehen, um sicherzustellen, daß der gewünschte Sauerstoffgehalt aufrecht erhalten bleibt. Einrichtungen dieser Art sind üblich und bilden keinen Teil der Erfindung. .

Bei Benutzung wird das Beatmungsgerät zunächst an eine künstliche Lunge angeschlossen, so daß seine Betriebsweise geprüft werden kann. Dies ist v/ichtig, um sicherzustellen, daß keine pneumatischen Lecks vorhanden sind, und daß insbesondere das Spirometer ein Volumen an ausgestoßenem Atem aufnimmt, das gleich ist dem Volumen der in die Lunge gedrückten Beatmungsmischung. Ist diese Betriebsprüfung erfolgreich beendet, so entscheidet der Arzt, welche Betriebsweise anzuwenden ist, und ob Sauerstoff zugeführt wird oder nicht. Nimmt man an, daß ein automatischer Betrieb ohne Sauerstoff erfolgen soll, so schätzt der Arzt das pro Minute erforderliche Luftvolumen zusammen mit der erforderlichen Anzahl von Einatmungen pro Minute, Die Einatem- und Ausatemperioden v/erden mit den Potentiometern

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ORiGiNAL INSPECTED

rl, r2 und r2a und das Atemvolumen mit dem Steuerventil (Fig. 1 und Fig. 5) eingestellt.Eine nachfolgende Neueinstellung der Potentiometer beeinflußt das Volumen des Luftstromes -zum Patienten nicht, falls nicht das Potentiometer r2a zur Vergrößerung der Ausatemperiode verwendet wird.

Das Beatmungsgerät wird dann an den Patienten angeschlossen. Gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde ein Tracheairohr 576 (Fig. 5) verwendet. In Notfällen läßt sich jedoch auch eine Gesichtsmaske anwenden. Wird das Beatmungsgerät über längere Zeitspannen benutzt, so wird es durch Intubation, d. h. durch Einführen eines Tracheairohres angeschlossen.

Läuft das Gerät "automatisch", so beobachtet der Arzt den Druckmesser, um sicherzustellen, daß der der Lunge des Patienten zugeführte Druck nicht zu hoch ist. Ist dies der Fall, so wird er durch Erhöhung der Atemgeschwindigkeit verringert, wodurch die Länge der Einatemperiode verkürzt wird. Dann wird die obere Grenze 262 (Fig. 3) eben oberhalb des maximalen, der Lunge zugeführten Druckes eingestellt, so daß beim Auftreten einer Volumensverringerung der Lunge des Patienten infolge der Ansammlung von Absonderungen u.a. der Zeiger 270 die Grenze 262 überschreitet und den Hochdruckalarm auslöst. Die untere Druckgrenze 264 wird in gewünschter Weise unterhalb des atmosphärischen Druckes eingestellt.

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Es ist für den Arzt nicht ungewöhnlich, die Zahl der Einatmungen pro Minute zu ändern, wenn das Beatmungsgerät begonnen hat zu arbeiten. Der Zustand der Lunge des Patienten in Zusammenhang mit anderen Problemen beim Zuführen von Luft in die Lunge legt zum größten Teil die Einatemgeschwindigkeit pro Minute fest. Sind irgendwelche Beschränkungen vorhanden, so werden die Einatemperioden vorzugsweise gedehnt, so daß die Luft für eine längere Zeitspanne in die Lunge des Patienten strömen kann. In vielen Fällen kennt der Arzt den genauen Zustand der Lunge des Patienten nicht, so daß die Schätzung der erforderlichen Anzahl von Einatmungen pro Minute nach dem Anlaufen des Gerätes korrigiert werden muß. -

Wird ein Atemstoß benötigt, so hängt dieser Vorgang davon ab, ob die pneumatische Anordnung gemäß Fig. 1 oder gemäß Fig. 2 verwendet wird. Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 wird zuerst das Strömungsventil 164 und dann zur Zufuhr des Ätemstoßes der Schalter 248 (Fig. 3) geschlossen. Der Schalter 248 wird in geschlossener Stellung gehalten, und das Strömungsventil l64 öffnet sich langsam, so daß die Einwirkung auf das in die Lunge des Patienten gepreßte Luftvolumen am Druckmesser und an den Balg-Skalen beobachtet werden kann. Ist das Ventil 164 ausreichend weit geöffnet, so wird der Schalter 248 freigegeben, und die Zeitspanne zwischen Atemstößen wird durch Einstellung des Potentiometers r3 (Fig. 3 und 5) willkürlich gewählt. Bei jedem Auftreten eines Atem-

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Stoßes überläuft der Zeiger 270 (Fig. 3) die obere Druckgrenze 262 und,löst zur Anzeige des Atemstoßes den Hoehdruckalarm aus. -

Mit der pneumatischen Anordnung gemäß Fig. 2 erhält man einen Atemstoß3 indem die Einatemperiode unter Verwendung der .elektrischen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 verlängert wird. In diesem Fall werden die gekoppelten Potentiometer r4 und r5 auf Null gestellt;^ so ,daß sie die Einatemperiode nicht beeinflussen. Dann wird der Schalter 248 (Fig;. 3.).. geschloss.en.und^di^^potentiometer R4, .R5 zur Einschaltung der jeweiligen Widerstände,,in. die Zeitgeberkreise gedreht. Die sich dadurch ergebende Wirkung wird wieder am Druckmesser und den Balg-Skalen beobachtet _s und bei Erreichen eines.geeigneten Atemstoßes wird der Sphalter 248 freigegeben, und die Zeitspanne zwischen Atemstößen wird in der vorstehend beschriebenen Weise mit dem Potentiometer r3 (Fig. 3) eingestellt.

Falls in diesem Zustand Sauerstoff in die dem Patienten zu-. geführte Luft eingebracht werden soll, erfolgt dies einfach durch Umschalten des Sauerstoffschalters 190 (Fig. 5) und öffnen des Sauerstoff Strömungsventils 48 (Fig. 1). Da der Beatmungsmischungsbalg 78 (Fig. 1) pro Zeiteinheit beim Ausdehnen während der Ausatemperiode ein festes Volumen ansaugt, wird das dem Patienten pro Minute zugeführte Volumen an Beatmungsmischung durch das Steuerventil 142 und das Potentio-

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meter rl bestimmt, ,wenn nicht die Ausatemperiode bezüglich der Einatemperiode verlängert wird. Somit ergibt die Zufuhr von Sauerstoff in den Sauerstoffbalg 6¹J eine Verringerung des danach in den Balg 78 eingesaugten Luftvolumens.

Die gemeinsamen Gewichte von Scheibe 37¹J und Stange 372 üben auf den Sauerstoffbalg eine Kraft aus, so daß der Säuerstoff im Balg unter einem leichten Druck steht. Beginnt der Sauerstoff aus dem Sauerstoffbalg in den Beatmungsmischungsbalg zu fließen, so erfolgt wegen dieses Druckes ein Sauerstoff eintritt vor dem Lufteintritt, da die Luft zudem, beim Durchströmen des Luftfilters einem leichten Druckabfall unterliegt. Diese Wirkung kann dadurch verstärkt werden, daß man den Klappenventilen entsprechend unterschiedliche Öffnungscharakteristiken gibt. Somit nimmt der Beatmungsmischungsbalg immer den gesamten Sauerstoff auf, bevor er mit Luft aufgefüllt wird. Ferner kann die Sauerstoffkonzentration erhöht, verringert oder vollständig ausgeschaltet werden, ohne daß eine Änderung des Volumens der dem Patienten während jeder Einatemperiode zugeführten Beatmungsmischung erfolgt.

Beim Aufbau des Beatmüngsgerätes ist der Befeuchter sehr nahe beim Patienten angeordnet, so daß die durch den Befeuchter hindurchtretende Luft Feuchtigkeit aufnimmt und angewärmt

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wird, wodurch der Befeuchter die Nasenwege des Patienten ersetzt, die sonst normalerweise die Luft anfeuchten und erwärmen, bevor sie in die Lunge gelangt.

Wird das Beatmungsgerät im halbautomatischen Betrieb verwendet, so erfolgt die Einstellung, wie vorstehend anhand des automatischen Betriebes beschrieben. Die Einatem- und Ausatemperioden werden jedoch so gewählt, daß der Patient normalerweise einzuatmen versucht, bevor die nächste Einatemperiode beginnt. Ist also der Patient in der Lage, Atemversuche zu machen, so tut er dies vor dem Ende der automatischen Ausatemperiode und löst den Druckmesser für den Beginn einer Einatemperiode aus. Anderenfalls ist die Einstellung die gleiche wie für den automatischen Betrieb.

In einem Betrieb, bei dem der Patient die Vorgänge auslöst, übernimmt dieser die volle Steuerung des Beatmungsgerätes. Das Gerät beginnt keinen neuen Einatemvorgang, solange der Patient nicht versucht zu atmen. Tut er dies, so wird Beatmungsmis chung in die Lunge des Patienten gedrückt, bis der Druck in der Lunge den eingestellten Maximalwert an der oberen Grenze des Druckmessers erreicht. Atmet der Patient tief, so nimmt er mehr Beatmungsmischung auf, bevor die obere Grenze erreicht ist, während bei einem nicht so tiefen Atmen die Grenze schneller erreicht wird. Nach dem Ausatiiien versucht der Patient wiederum zu atmen, worauf der Zeiger die untere

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Grenze überläuft un'd eine neue Einatemperiode beginnt. Somit kann der Patient mit der von ihm gewünschten Geschwindigkeit frei atmen und tiefe Atemzüge immer dann machen, wenn er dies für notwendig hält, und auch die Atemgeschwindigkeit gegebenenfalls absenken. Wenn außerdem der negative Druck für die Auslösung der Einatemperiode schrittweise vergrößert wird, läßt sich die vom Patienten für die Einleitung des Einatmens erforderliche Anstrengung erhöhen, wenn dieser sich kräftigt und gesundet. Dadurch kann ein Patient, der während einer langen Zeitspanne von dem Beatmungsgerät abhängig war, geübt und vollständig unabhängig gemacht werden.

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Claims (1)

1. - 63 Patentansprüche

   Beatmungsgerät, gekennzeichnet durch einen Sauerstoffbalg zur Aufnahme eines vorbestimmten, unter Druck stehenden Sauerstoffvolumens während einer Einatemperiode, durch einen Beatmungsmischungsbalg zur Aufnahme von Luft und von dem vorbestimmten Sauerstoffvolumen während einer Ausatemperiode, so daß zur Erzeugung einer Beatmungsmischung Luft und Sauerstoff in einem vorbestimmten Volumenverhältnis gemischt werden, durch eine SauerstoffSteuerventilanordnung, die den Eintritt eines SauerstoffStroms in den Sauerstoffbalg ermöglicht, bis das vorbestimmte Volumen erreicht ist, und die den Übergang des Sauerstoffvolumens vom Sauerstoffbalg in "den Beatmungsmischungsbalg während der Ausatemperiode ermöglicht, durch eine einen Lufteintritt in den Beatmungsmischungsbalg während der Ausatemperiode ermöglichende Luftventilanordnung, durch eine Einrichtung zum öffnen des Beatmungsmischungsbalges während der Ausatemperiode, wobei das Sauerstoff- und ein Luftvolumen in den Beatmungsmischungsbalg gesaugt werden, bis dieser in dem vorbestimmten Verhältnis eine vorbestiirante Menge Beatmungsmischung enthält, und durch eine Einrichtung zum Zusammendrücken des Beatmungsmischungsbalges während der Einatemperiode, wobei im wesentlichen das gesamte vorbestimmte Volumen an Beatmungs-

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   - 64 -mischung in die lounge eines Patienten gedrückt wird.

   2, Beatmungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit dem Sauerstoffbalg gekoppeltes Sauerstoffgewicht zum Zusammendrücken des Balges in einen, normalerweise zusammengedrückten Zustand, und durch ein mit dem Beatmungsmxschungsbalg gekoppeltes Beatmungsgewicht zum öffnen dieses Balges, so daß er sich normalerweise in einer vollständig geöffneten Stellung befindet.

   3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zusammendrücken des Beatmungsmischungsbalges ein diesen Balg enthaltendes Gehäuse enthält, und daß eine Ventileinrichtung vorgesehen ist, über die Druckluft in das Gehäuse um den Beatmungsmischungsbalg einführbar ist, um den Balg während der Einatemperiode zusammenzudrücken.

   . Beatmungsgerät nach einem der Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine elektrische Steuereinrichtung zur Steuerung der Sauerstoffsteuerventileinrichtung und der Einrichtung zum Zusammendrücken des Beatmungsmischungsbalges.

   5. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis k, gekenn-

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   zeichnet durch ein einstellbares Strömungsventil zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des unter Druck stehenden, während der Einatemperiode in den Sauerstoffbalg eintretenden Sauerstoffs, so daß das Sauerstoffvolumen zur Herstellung eines vorbestimmten Beatmungsmischungsvolumens veränderbar ist, und durch ein einen Teil der Einrichtung zum Zusammendrücken des Beatmungsmischungsbalges bildendes, einstellbares Strömungsventil, über das während der Einatemperiode Druckluft zuführbar ist,-bis das vorbestimmte Volumen der Beatmungsmischung aus dem Beatmungsmischungsbalg herausgedrückt ist.

   6. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5_} gekennzeichnet durch eine Atemstoß-Einrichtung, bei der die Zeitspannen zwischen Atemstößen einstellbar sind, und die mit der Einrichtung zum Zusammendrücken des Beatmungsmischungsbalges koppelbar ist, um den Balg weiter zusammenzudrücken, ohne daß die Einatmungsperiode verlängert wird.

   7. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Atemstoß-Einrichtung, bei der die Atemstoß-Zeitspannen einstellbar sind, und die eine Verlängerung der Einatemperiode während eines Atemstoßes bewirkt. : . ./.-

   8. Beatmungsgerät nach einem der= Ansprüche 1 bis 7> gekenn-

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   zeichnet durch einen mit dem Beatmungsmischungsbalg gekoppelten Befeuchter zur Aufnahme und Befeuchtung der Beatmungsmischung während der Einatemperiode.

   9. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch eine Beatmungssteuerventilanordnung, die die Zufuhr von Beatmungsmischung zum Patienten während der Einatemperiode ermöglicht, und die während der Ausatemperiode ausgestoßenen Atem zu einem Auslaß leitet, wobei die Ventilanordnung ein Klappenventil, das sich automatisch unter dem Druck der Beatmungsmischung öffnet und diese zum Patienten strömen läßt, während sie sich nach der Einatemperiode einen Rückfluß verhindernd schließt, einen Ventilsitz, eine einen flexiblen, in Berührung mit dem Ventilsitz bringbaren Teil aufweisende Membran und eine Steuerröhre enthält, die mit dem Atemsteuerventil zur Zufuhr von Druckluft verbindbar ist, um den flexiblen Teil während der Einatemperiode gegen den Ventilsitz zu drücken.

   10.,Beatmungsgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine mit der Steuerröhre gekoppelte öffnungsanordnung.zum Austreten von Luft aus der Steuerröhre nach der Einatemperiode, so daß: der Druck in der-"Steuerröhre absinkt und der flexible-Teil-', si ch vom. Ventilsitz abhebt und während des Ausatemvorgangs ausgestoßener Atem durch den Auslaß aus-

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   . - 67 -

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   strömen kann, wobei die Öffnungsanordnung einstellbar ist, so daß der Druckluftausstrom verändert werden kann, um sicherzustellen, daß der flexible Teil sich so vom Ventilsitz wegbewegt, daß die Lunge des Patienten während eines einstellbaren Teils der Ausatemperiode mit Beatmungsmischung gefüllt ist.

   11. Beatmungsgerät nach, einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Paar Halteteile, zwischen denen ein Beatmungsmischungstrog bewegbar und entfernbar befestigt ist, an dem lösbar ein Beatmungsmischungsbalg angebracht ist, durch eine mit dem Trog gekoppelte Säuerst off leitung zur Zufuhr von Sauerstoff zum Balg, die ein Verbindungsende aufweist, durch einen zwischen den Halteteilen bewegbar und entfernbar befestigten-Sauerstofftrog, an dem ein Sauerstoffbalg entfernbar angebracht ist, durch eine mit dem Sauerstofftrog gekoppelte Sauerstoffzwischenleitung zum Ableiten von Sauerstoff vom Sauers€offbalg, wobei die SauerstoffZwischenleitung ein Verbindungsende aufweist, durch eine mit den Halteteilen verbundene Sauerstoffventilanordnung, die bei Bewegung der Tröge in ihre vorbestimmte Lage zwischen den Halteteilen in dichtenden Eingriff mit den Verbindungsenden kommt, und durch ein in der Ventilanordnung vorgesehenes Ventil zur Zufuhr von Sauerstoff von der Sauerstoffzwischenleitung in die Sauerstoffausgangsleitung während

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   der Ausatemperio'de.

   12. Beatmungsgerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine mit dem Beatmungsmischungstrog verbundene Verbindungsleitung zur Aufnahme von Beatmungsmischung vom Beatmungsmischungsbalg, durch einen bewegbar und entfernbar zwischen den Halteteilen befestigten Befeuchtertrog, an dem ein Befeuchter angeordnet ist, durch eine mit dem Befeuchtertrog verbundene Befeuchterleitung zur Aufnahme von Beatmungsmischung von der Verbindungsleitung und zur Weiterführung dieser Mischung zum Befeuchter, und durch eine Verbindungseinrichtung an mindestens einer der Verbindungsleitungen und der Befeuchterleitung, wo- ■ durch die Verbindungsleitung beim Einschieben des Befeuchtertroges und des Beatmungsmischungstroges zwischen die Halteteile aufeinander zu pneumatisch mit der Befeuchterleitung abgedichtet wird.·

   13·Beatmungsgerät nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen zwischen den Halteteilen bewegbar und entfernbar befestigten Spirometertrog, an dem ein Spirometer zur Aufnahme des ausgestoßenen Atems des Patienten angeordnet ist.

   Ik. Beatmungsgerät nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß in den Halteteilen der Sauerstofftrog über dem Beatmungsmischungstrog, der Spirometertrog über dem Be-

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   feuchtertrog und der Befeuchtertrog und der Spirometertrog Jeweils in horizontalem Abstand vom Beatmungsmischungstrog und vom Sauerstofftrog angeordnet sind.

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