DE2237293A1

DE2237293A1 - Verfahren zur besseren belueftung der lunge und atemvorrichtung

Info

Publication number: DE2237293A1
Application number: DE2237293A
Authority: DE
Inventors: Michael J Dr O'connor
Original assignee: CONNOR MICHAEL J O
Current assignee: CONNOR MICHAEL J O
Priority date: 1971-07-28
Filing date: 1972-07-28
Publication date: 1973-02-15
Also published as: IT965728B; FR2147331A1; JPS5737Y2; NL7301022A; CA1007946A; AU487471B2; ATA72673A; AT343271B; CH571867A5; JPS561647U; GB1379065A; HK39976A; FR2147331B1; AU5114173A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur besseren Belüftung der Lunge und eine Atemvorrichtung, die von einem Patienten nach der Operation benutzt werden soll, um das Erkranken des Patienten an Atelektase oder Pneumonie zu verhindern. !

Es ist bekannt, daß der nach der Operation Schmerzen erleidende ! Patient beim Atmen wegen der Operationswunde dazu neigt, zur Vermeidung des Schmerzes besonders flach zu atmen. Die Lunge einer

1 .

! Person, die nur flach atmet, wird nicht vollständig expandiert. [ Wenn aber Lungen nicht vollständig expandiert werden, besteht die

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! Gefahr, daß sich in den basalen Teilen der Lunge Atelektase ein- ; ] stellt (Partialkollaps der Lunge). Dies führt zu einem schlechten j j Gasaustausch und kann eine Lungenentzündung verursachen.

Es ist bekannt, daß das Auftreten von Atelektase bei postoperati-

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ven Patienten dadurch vermieden werden kann, daß die postoperativen Patienten zum tieferen Einatmen oder zum Ausatmen entgegen einem Druck angeregt werden, der größer als der Atmosphärendruck ist.

Verschiedene Vorrichtungen sind für diesen Zweck entwickelt worden .

Eine solche Vorrichtung besteht aus einer länglichen an einem Ende j offenen Röhre, die ein Mundstück aufweist, durch das der Patient Luft ein- und ausatmet. Das Luftvolumen in der am einen Ende offenen Röhre vergrößert den "Totraum" des Patienten, d.h. das Volumen zwischen dem Gasaustauschabschnitt der Lunge und der At- ; . Biosphäre. Die Vergrößerung des Totraums veranlaßt den Patienten, ". tiefere Atemzüge auszuführen, da sich in dem Totraum Kohlendioxyd : ansammelt. Der dieses Gerät benutzende Patient atmet aber ungefähr ; bei Luftdruck aus und der Patient hat daher von der Ausatemphase des Atmungsvorganges keinerlei Vorteil.

Eine "Blasflasche" ist eine Vorrichtung, die benutzt wird, um den Patienten nach der Operation zu einem Ausatmen mit relativ großer Kraft zu veranlassen. Diese Vorrichtung besteht aus einer teil- j weise mit Wasser gefüllten Flasche und einer Röhre, deren eines

Ende sich unterhalb des Wasserniveaus in der Flasche befindet. | Nach dem Einatmen atmet der Patient in die Röhre aus und die ausgeatmete Luft tritt aus der Röhre durch das sich unterhalb des Wasserspiegels der Flasche befindliche Ende aus. Die in die Flasche verdrängte Luft kann durch eine öffnung in der Flasche austreten, die oberhalb des Wasserspiegels ausgebildet ist. Der dies· Vor-

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richtung benutzende Patient muß mit einer Kraft ausatmen, die den Gegendruck des Massers übersteigt. Es muß hier aber festgehalten ; werden, daß der Patient aus der Einatemphase des Atmungsvorganges ! bei dieser Vorrichtung keinen Nutzen ziehen kann.

Eine andere Vorrichtung, die dieselbe Funktion ausführt, wie die

j oben beschriebene Blasflasche ist in der US-PS 652 987. beschrie-

ben worden. Es wird aber angenommen, daß diese Vorrichtung niej mais medizinisch benutzt worden ist. Diese Vorrichtung ähnelt ei- ! ner Zigarre und besteht aus einer Röhre mit einem Mundstück an ι einem Ende, durch das der Patient einatmet und ausatmet; an dem j anderen Ende der Röhre sind Perforationen vorgesehen, durch die

Luft in die Röhre eintreten kann. Während des Ausatmens in die , ! ■ - I

Röhre werden die Perforationen durch ein Ventil geschlossen und ; die ausgeatmete Luft verläßt die Röhre durch öffnungen, die eine kleiner Größe aufweisen als die Perforationen. Der Patient wird , daher veranlaßt, mit einer gegenüber der normalen Kraft größeren Kraft auszuatmen, um die ausgeatmete Luft aus der Röhre herauszudrücken. ■

Ein Nachteil der Blasflasche und der in dem oben erwähnten Patent^! beschriebenen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß sie nicht in de? Lage sind, den Patienten zu einem tiefen Atmen zu veranlassen. Ein anderer Nachteil der Blasflasche ist in der relativ mühsamen Art 1 des Gebrauches zu sehen.

Sine andere auf diesem Arbeitsgebiet benutze Vorrichtung ist ein mit intermittierender Zwangsbeatmung. Diese Vorrichtung!

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benutzt Preßluft als Energiequelle. Durch geeignetes Triggern von

von Ventilen beim Beginn des Einatmens wird Luft/einem vorgegebenen angehobenen Druck durch ein Mundstück gepreßt. Die Luftströmung wird unterbrochen, wenn am Mundstück ein vorgegebener Druck erreicht wird. Das Ausatmen ist daher passiv und wird nicht durch die Benutzung dieses Gerätes beeinflußt. Andere Nachteile dieser Vorrichtung sind darin zu sehen, daß ihr Erwerb und ihre Benutzung relativ teuer sind, da sie von einer Bedienungsperson beaufsichtigt werden muß. Dies führt dazu, daß die Vorrichtungen dem Patienten nicht jederzeit zur Verfügung stehen. In Praxis erfährt der Patient j kaum mehr als eine Behandlung alle drei Stunden. Weiterhin muß beim Gebrauch dieser Vorrichtung darauf geachtet werden, daß keine Luft in den Magen des Patienten gedrückt wird. Falls dies doch ■, passiert, fühlt sich nicht nur der Patient unwohl, sondern es bereitet ihm auch Schwierigkeiten, die Lungen sowohl während der Behandlung als auch während mehrerer Stunden nach der Behandlung zu expandieren. Da die Vorrichtung von vielen Patienten benutzt wird, muß auch dafür Sorge'getragen werden, daß Infektionskrankheiten nicht ausgebreitet werden. Zusätzlich muß bei Benutzung deif Vorrichtung dafür Sorge getragen werden, daß ein "Pneumothorax (Platzen der Lunge) nicht auftritt.

j Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei denen auf einfaohe Weise die I

Erkrankung eines Patienten an Lungenentzündung nach der Operation! vermieden wird. i

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gegen einen Druck ausgeatmet

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wird, der wesentlich höher als der atmosphärische Druck ist, wodurch die Dilation der distalen Alveolen vergrößert wird, wobei der Druck derjenige der ausgeatmeten Luft ist, daß die ausgeatmete Luft eingeatmet wird, die im Vergleich zur atmosphärischen Luft

; in einem Maße reicher an Kohlendioxyd ist, das wenigstens zum An-

■ '

heben des Kohlendioxyd-Partialdruckes in der eingeatmeten Luft auf einen ^'ert ausreicht, der den Menschen durch Reflexwirkung zu ! einem tieferen Atmen veranlaßt, und daß Ausatmen und Einatmen in ' beschriebener Weise wiederholt werden, wodurch der Körper mit ei-- ^! nem vergrößerten Totraum versehen wird, der zu einem neuen respirativen Gleichgewicht mit größeren Vierten an alveolarem. Kohlendi- ; oxyd führt, dessen Partialdruck die Reflexwirkung hervorruft. ■.-

Die erfindungsgemäße Atemvorrichtung ist gekennzeichnet durch ei-; nen geschlossenen Behälter ζμΓ Aufnahme und zum Halten von Luft

"5 mit einem Volumen von wenigstens 500 cm, durch ein. Mundstück, durch das Luft aus dem Behälter eingeatmet und Luft in den Behälter hineinausgeatmet werden kann, durch Luftdurchlässe, durch die beim Einatmen von Luft durch das Mundstück aus den Behälter Luft in den Behälter eintreten kann und durch die beim Ausatmen von | Luft durch das Mundstück in den Behälter hinein Luft aus den Be- i

! halter herausgedrückt werden kann und durch Mittel zum Vergrößern j ι ■ i

^! der für das Herausdrücken der Luft aus dem Behälter erforderliche4

\ Ausatemkraft im Vergleich zu.der für das Ausatmen direkt in die Atmosphäre erforderlichen Ausatemkraft, wodurch der intra-alveolare Druck in bedeutender Weise über den atmosphärischen. Druck hinaus vergrößert wird.

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Vorzugsweise weist die Atemvorrichtung eine geschlossene längliche Röhre mit einem Volumen im Bereich von 1000 bis 2000 cnr, ein mit einer öffnung aur Röhre hin versehenes Mundstück an einem Ende der Röhre, Luftdurchlässe für den Einlaß von Luft in die Röhre beim Einatmen von Luft durch den Patienten aus der Röhre und für das Herausdrücken von Luft aus der Röhre beim Ausatmen von Luft durch den Patienten und ein den Luftdurchlässen zugeordnetes Ventil auf, das beim Einatmen von Luft durch das Mundstück Luft in.die Röhre eintreten läßt und das beim Ausatmen von Luft durch das Mundstück in die Röhre den Luftstrom aus der Röhre beschränkt.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Atemvorrichtung auch Konstrukj tionsmerkmale einschließt, die die ausgeatmete Luft in der Röhre

an einem Austreten aus der Röhren hindern, bis der Druck der ausge atmeten Luft in der Röhre wesentlich größer ist als der Atmosphärendruck.

Die erfindungsgemäße Atemvorrichtung weist eine Reihe von Vortei-

I len gegenüber den bisher zur Verfügung stehenden Vorrichtungen auf,j die bislang zur Verhinderung des Auftretens von Atelektase oder Pneumcnie bei postoperativen Patienten verwendet worden sind. !

Die Atemvorrichtung kann so arbeiten, daß sie den postoperativen j

I Patienten veranlaßt, sowohl tief zu atmen als auch mit einer gegen

über der normalen Kraft größeren Kraft auszuatmen. Die bisher zur Verfügung stehenden Vorrichtungen funktionierten nicht so. Zusätz-

elrftche lieh ist die erfindungsgemäße Atemvorrichtung relativ/im Aufbau,

macht keine oder nur geringe V/artungsarbeiten erforderlich und

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kann aus relativ billigen Materialien hergestellt und leicht zusammengebaut werden. Der Gebrauch ist außerordentlich einfach und der Patient kann in der Handhabung der Vorrichtung in einer sehr kurzen Zeit unterwiesen werden. Da die Vorrichtung eine Wegwerfvorrichtung sein soll, ist die Gefahr des Ausbreitens von Infektionskrankheiten wie z.B. Tuberkulose äußerst gering.

Die Erfindung soll nun in mehreren Ausführungsformen anhand der· beigefügten Figuren genauer beschrieben werden. Von den Figuren ; zeigen: ' , ·.

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausfüh-* j rungsform der erfindungsgemäßen Atemvorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnitt-Darstellung längs, der Linie

2-2 in der Fig., 3 zur-Darstellung des Ventils der Vor-! richtung in seiner Schließstellung,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2,

j Fig'. 4 einen Längsschnitt ählich dem der Fig. 2 aber längs der Linie 4-4 in Fig. 5 zur Darstellung des Ventils der Vorrichtung in seiner Öffnungsstellung,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4, wobej das Ventil in seiner Öffnungsstellung strichpunktiert gezeigt ist und

Fig. 6 eine Abwandlung der in den Fign. 1-5 gezeigten Vorrichtung.

j In den Fign. 1-5 wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfin-

Vorrichtung beschrieben. Die Vorrichtung weist eine

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längliche Röhre 2 zur Aufnahme und zum Festhalten von Luft auf, die einen kreisförmigen Querschnitt von konstantem Durchmesser besitzt. Vorzugsweise ist das Rohr aus einem im wesentlichen unbiegsamen Material hergestellt, d.h. das Material soll sich unter dem Einfluß des Druckes oder der Kraft nicht verformen, die von einer Person beim Einatmen von Luft aus der Röhre oder beim Ausatmen von Luft in die Röhre aufgebaut wird. Pappe oder relativ starre Kunststoffe sind Beispiele für geeignete Materialien, die verwendet werden können.

j Ein Ende der Röhre 2 ist durch eine Verschlußkappe 4 verschlossen, die die Röhre dichtend umgreift. Die Verschlußkappe 4, die aus Metall hergestellt sein kann, weist eine öffnung 6 auf, in die unter Abdichtung eine Röhre 8 eingebracht ist, deren Durchmesser kleiner ist als der der Röhre 2. Die Röhre 8 dient als Mundstück, ι das zwischen den Lippen einer Person gehalten werden kann. Die ' Röhre 8 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, wiä z.B. aus biegsamen Polyäthylen oder einem anderen geeigneten Kunsli stoff. Das andere Ende der Röhre 2 ist durch eine Verschiupkappe 10 verschlossen, die mit öffnungen 12, 14, 14' und 14¹¹ versehen ist. Die Innenfläche der Verschlußkappe 10, die die Röhre dichtend umgreift und von ihr abgezogen werden kann, trägt eine biegsame

ι Klappe, die auf der Innenfläche mittels eines Klebestreifenab- , schnittes 18 befestigt ist. Die Klappe Ιό, die aus einem dünnen : blechartigen Polyäthylenstück oder aus einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, ist den öffnungen 14, 14¹ und 14" ,zu- _: geordnet und wirkt als Ventil, das einen Eintritt von Luft durch '■ diese öffnungen in die Röhre 2 ermöglicht, aber verhindert, dai! ^!

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Luft aus der Röhre durch diese Öffnungen herausgedrückt wird, wie es vreiter unten genauer beschrieben wird. Auf diese Weise kann Luft aus der Röhre 2 nur durch die öffnung 12 herausgedrückt werden, die ein relativ kleines Loch ist, so daß sich bei höheren Strömungsraten ein großer Druckunterschied aufbaut.

'·■ Im Folgenden sollen zu Illustrations zvrecken die Dimensionen der ; Atemvorrichtung gemäß den Pign. 1 bis 5 beschrieben werden:

Röhrenlänge (gefüllt. Kraftp.) . . 33 cm (13*')

Innendurchmesser 7 cm (2.75'')

Wandstärke der Röhre 1,3 mm (0.05**)

Röhrenvolumen II50 cm

Länge des Mundstückes (Polyäthylen-Rohr) 10,2 cm (4^fl) Innendurchmesser des Mundstückes 9*5 mm (0I375¹¹)

Wandstärke des Mundstückes 1,6 mm (0.062**)

Durchmesser der Öffnung 12 3,.2 mm (O.125^M)

Durchmesser der Öffnungen 14,14',14^Μ 6,4 mm (Ό.25¹¹) Klappe 1β 19 x~25 mm² (3/4" χ l") Poly-·

äthylen-Film mit'einer"Dicke

I von 0,04 mm (1.5 mils)

j- ■ " ι

j Bei Gebrauch -dt-j· Atemvorrichtung setzt der Patient das Mundstück

I- ■ ' ■ '

I der Röhre 2 zwischen seine Lippen und läßt es teilweise in den ' Mundraum hineinragen. Beim Einatmen durch das Mundstück zieht der _; Patient Luft aus der Röhre in die Lunge. Beim Einatmen tritt Luft, I durch die von den Öffnungen 12,14,14' und 14^M gebildeten Luft- ■

! eintrittskanäle ein, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist» Es j

soll hier vermerkt werden, daß sich beim Einatmen in der Röhre ein schviaches Vakuum aufbaut, so daß die durch die Druckdifferenz

hervorgerufene Kraft die Klappe l6 von den öffnungen 14,14* und

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14^ft abhebt und Luft in die Röhre durch diese Öffnungen eintreten kann. Nach dem Einatmen und mit dem Mundstück zwischen '■■ den Lippen atmet der Patient durch das Mundstück in die Röhre 2 aus. Die ausgeatmete Luft wird aus der Röhre durch die unbehinder-

ι te,aber kleine Öffnung 12 herausgedrückt. Andererseits stehen j die öffnungen 14, 14' und 14'' nicht für ein Herausdrücken der j Luft aus der Röhre 8 zur Verfügung, da die Klappe nicht mehr unter dem Einfluß des beim Einatmen aufgebauten Vakuums, sondern unter dem Druck der ausgeatmeten Luft steht, so daß die Klappe in ihre Normallage zurückkehrt, in der sie die Luftdurchlaßöffnungen 14, 14* und l4^lf abdeckt. Durch die Beschränkung des Luftstroms, der aus der Röhre herausgedrückt wird, wird der Patient gezwungen, gegen einen Druck auszuatmen, der wesentlich größer ist als der Atmosphärendruck. Damit wird seine Aueatemkraft und der intraalveolare Druck erhöht, was zu einer vollständigen Dilation der j distalen Alveolen führt, so daß ein Teilkollaps der Lunge verhin-\

dert oder sogar wieder abgebaut wird. ;

Wie bereits oben erwähnt, dient die Atemvorrichtung gemäß der Erfindung auch zu Erhöhung der Atemtiefe infolge des vergrößerten Totraumes. Hinsichtlich diese Zieles ist das Volumen der Atemvorrichtung kritisch. Das Volumen muß groß genug sein, um eine hinreichende Menge der ausgeatmeten Luft aufzunehmen, die reich an j Kühlendioxyd ist, so daß beim Ehatmen der kohlendioxyd-reichen Luft aus der Vorrichtung durch den Patienten dessen Atemsystem ! dies sofort bemerkt. Durch Reflextätigkeit wird der Patient sofort tiefer atmen, um den relativ hohen Kohlendioxydgehalt vollständig·

ι abzubauen oder zumindest zu verdünnen. Es ist klar, daß bei nicht!

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hinreichend großem Volumen der Atemvorrichtung der Patient nicht zu tieren Atemzügen veranlaßt wird, da er beim Einatmen nicht den Partialdruck des Kohlendioxyds in seiner Lungen und seinem Blut erhöht.

Das geeignete Volumen der Vorrichtung wird unterschiedlich sein,

j da die respirativen Parameter von unterschiedlich großen Menschen

Unterschiede aufweisen. Zum Beispiel beträgt das Volumen der Lunge

j i

und der Luftkanäle 'eines Durchschnittsmannes von 65 kg (150 Ib) ungefähr 6000 cm; der Totraum eines solchen Individuums beträgt

3
ungefähr I50 cm und das Volumen seiner normalen Atemzüge beträgt j ungefähr 5OO cm . Mit jedem Atemzug ventiliert dieser Mensch daher;

: 3

die Gasaustauschabschnitte seiner Lunge mit ungefähr 35Ο cnr Luft] Es soll hier angemerkt vier den, daß ungefähr 2000 cm Gas am Ende ' eines normalen Ausatemvorganges in der Lunge verbleiben. Daher j hält das betrachtete Individuum am Ende des Einatemvorganges ungefähr 2500 cm Gas in seineifi Lunge , was sehr viel weniger ist, als die 6OOO cm , die seine Lunge, aufnehmen könn . Es ist daher die Funktion der Atemvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; den Patienten dazu zu bringen, daß er die am Ende eines Einatemj Vorganges in seiner Lunge vorhandene Luftmenge beträchtlich ver- | ! gröi.iert. Man kann in guter Näherung sagen, daß bei Vergrößerung ^:

i ' 3 :

: des Totraums des Patienten um ungefähr- 500 ctrr das Volumen eines ;

I _v - _,

i normalen Atemzuges von ungefähr 500 cm·^ auf ungefähr 1000 cm^ ver··

! ^rößert wird. Arn Ende eines jeden Elnatemvorga.nges hält der Patient

"5 ^!

dann ungefähr 3000 cnr Luft in seiner Lunge. Daher kann durch Ver-·

größerun;-·; des Totraums um 500 cm der Patient die Luftmenge in j seiner Lun^e urn 20 fi vergrößern. Eine weitere Vergrößerung würde

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nützlicher sein. Es ist aber klar, <lii2 die obigen Pa.ranEber für kleinere Patienten etwas kleiner sein können und da;3 somit auch das 300 cm^-Volumen etwas verkleinert werden kann. Aber im allgemeinen sollte das Minimalvolumen im Dereich von ungefähr 3OO cm^ ^: liefen.

Im allgemeinen sollte das Volumen der Atemvorrichtung nicht so gr )ß sein wie das Maximal volumen, das der Pa.tient in einem Atem-

, zug bewegen kann; dies Volumen liegt im Bereich von 3500 cm^>.

In ihrer bevorzugten Ausführungsform sollte die Atemvorrichtung eine im wesentlichen laminare Strömung v..;n Luft in die Lunten ermöglichen. Der Grund ist darin :-;u sehen, daß der durch die Vorrichtung >.iur Verfügung gestellte vergrößerte Totraum am effektivsten

ist, wenn ein Minimum an Mischung zwischen der eingeschlossenen '■ ausgeatmeten Luft und der eingeatmeten atmospiiarischen Luft auf-

tritt. Die in den Fign. 1 bis 5 beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine im wesentliche toiinare Luftströmung in die Lungen infolge der Beziehung zwischen den öffnungen, durch die die Luft aus der Atmosphäre in die Vorrichtung eintritt, und dem Mundstück,

! durch das die Luft aus der Vorrichtung eingeatmet wird; die laminare Strömung ist auch eine Folge der Tatsache, aa'J die Vorrichtung kein Materia], aufweist, das in der durch sie hinuurchflie-

ßenden Luftturbulen^en verursachen könnte.

; Wenn man einen vollständigen Atem:;yk]us betrachtet, der aus dem

' Ein,·.!tinen von Luft, cms der Atemvorrichtung und dem Ausatmen ν. η

Lu Ct in die Vorrichtung besteht, hängt die Anzahl der Zyklen,

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A. Cm «J / Z. </ \J

während der der Patient die Vorrichtung benutzen sollte einerseits davon ab, wie schnell sich Kohlendioxyd in dem Blut ansammelt, und

davin,
andererseits/wie dringend die Lunge eine vergrößerte Expansion notI₁-; hat:. Als BeispieXswe'rte können genannt werden: Ein 3 bis 6 minutiger ununterbrochener Gebrauch der Vorrichtung und eine Wieder-

. holung alle 30 bis 6:0 Minuten* Bei Gebrauch der Vorrichtung wird ein neues respiratives Gleichgewicht erreicht, beim dem der Gehalt an alveolarem Kohlendioxyd höher liegt. Der angehobene Partial-

' druck des Kohlendioxyds in dem Blut führt zu einem weiteren Triggern des Heflexverhaltens, das den Patienten zu einem noch tieferen Ein- und Ausatmen veranlaßt. Es rollte hier festgehalten werden, daß der geringfügig herabgesetzte Gehalt an Sauerstoff in der eingeatmeten Luft als auch möglicher V/eise der angehobene Ausatemdruck die Wirkungen des angehobenen Kohlendioxyd-Gehalts in

. den Alveolen unterstützen.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ; zu einem erhöhten Wirkungsgrad führen kann,ist in der Fig« 6 ge- ; zeijt, die dem linken Teil der Fig. 2 entspricht» Die Ausführungs- \ form schlieft ein Konstruktionsmerkmal ein, das zu einem Aufbau ■ des .Ausatemdrucks in der Vorrichtung führt, bevor Luft aus der Vorriclrcun-; austreten kann,

; Gemä:J Fig. 6 ist auf der Außenfläche der Verschlußkappe 11 eine ; ScLwellenwertklappe 19 vorgesehen, die eine dar Öffnung 12 in der Fi..;. 2 entsprechende Öffnung l~j> abdeckte Während des Einatmens

\ tritt Luft in die- Röhre 3 durch die Öffnungen 15,.1J* und 13^fF einj , da die sie abdeckende Klappe durch ,das beim Einatmen aufgebaute j - 14- -

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und in der Röhre j herrschende Vakuum _;-;eöffnet wird; v;ährend des Einatmens deckt die Schwellenwertklappe I9 die Öffnung IJ ab. Während des Ausatmens deckt die Klappe 1? die öffnungen I3, 13* und Vj** ab und die ochwellenwertklappe I9 verbleibt in ihrer die öf fnun.; IJ abdeckenden Schließstellung, bit; die in die Röhre J ausgeatmete Luft in der Röhre einen Druck aufgebaut hat, der zum Bewegen der Schwellenwertklappe 19 in Üffnun^steile ausreicht, so daß Luft aus der Röhre in die Atmosphäre bedrückt werden kann. Daher ist die Schwellenwertklapne I9 so :;ela._CJert, da Π sie eine 'Widerstandskraft aufweist, die durch die Ausatemkraft des Patienten überwunden werden muß, ehe Luft durch die öffnung IJ herausgedrängt wird. Die Schwellenwertklappe I9, die als Ventil arbeitet, kann aus jedem ^eei^neten Material wie z.B. aus flexiblem oder Federstahl hergestellt und an der VerschluiJklappe 11 z.B. durch Verkleben mit einem Epoxyd-IIarz befestigt werden. Die Klappe I9 sollte erst dann öffnen, wenn sich in der Röhre J ein Schwellenwertdruck von wenigstens I3 cm Wassersäule aufgebaut hat.

Die in der Fi^. 6 gezeigte Ausführung form führt zu einem verbesserten Wirkungsgrad hinsichtlich der Dilation der Alveolen und bei geeigneter '.'Zahl des Aufstoi druckes zu einem momentanen Spitzeneffekt, da ^roße intra-alveolare Drücke erzielt v/erden, wenn die größte Lufernenne in der Lunge vorhanden ist.

Zusammerifi.'jrjend k.-ain _tjesa;;t v/erden, da:.; die vorliegende Erfindung;

j eine relativ eingehe aber sehr v/irksame Vurrichtun ; :aim Ausdeh-

! nen der Lun^e in _t;r j.iein Mr..Ie bereits eel 11, wodurch das Erki'ankeu von Pf'tienten an Atelektase oder· Pner.ro nie nach der Operati >n vor-*

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mieden wird. Es ist auch klar, daß die erfindungsgemäße Atemvorrichtung auch von Personen benutz werden karnij, die aus dem einen oder anderen Grund bettlägerig sind oder die aus anderen Gründen verhältnismäßig inaktiv sind.

f) 9 R η 7 / η 9 O 7 .

ORfGiNAL

Claims

Patenten Wr! tto

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hauck - Dipl. Fnys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Grealfs - Dipl. Ing. W. Wehnef t

8 München 2, MozatisircSd 23

Telefon 5380586

Dr. Michael J. O'Connor

Maple Road

BaIa Cynwyd, Pennsylvania 28. Juli 1972

19004 U. S. A. Anwaltsakte M-2278

Patentansprüche

1. Verfahren zum verbesserten Belüften der Lunge, dadurch gekennzeichnet, daß gegen einen Druck ausgeatmet wird, der wesentlich höher als der atmosphärische Druck ist, wodurch die Dilation der distalen Alveolen vergrößert wird, wobei der Druck derjenige der ausgeatmeten Luft ist, dai3 die ausgeatmete Luft eingeatmet wird, die im Vergleich zur atmosphärischen Luft in einem Maöe reicher an Kohlendioxyd ist, das wenigstens zum Anheben des Kohlendioxyd-Partialdruckes in der eingeatmeten Luft auf einen Wert ausreicht, der den Menschen durch Reflexwirkung zu einem tieferen Atmen veranlassen kann und daß Ausatmen und Einatmen in beschriebener Weise wiederholt werden, wodurch der Körper mit einem vergrößerten Totraum versehen wird, der zu einem neuen respirativen Gleichgewicht mit größeren Werten an alveolarem Kohlendioxyd führt, dessen Partial druck die Reflexwirkuii;; hervorruft.

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2. jAtemvorrichtung für den Gebrauch durch postoperative Patienten, insbesondere zur Durchführung des !Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Behälter (2,4,10) zur Aufnahme und zum Halten von Luft mit einem Volumen von wenigstens 500 enP₃ einem Mundstück (8) durch das luft aus dem Behälter eingeatmet und Luft in den Behälter hinein ausgeatmet werden kann, durch Luft durchlasse (14., 14¹., I¹I-¹¹., 12} durch die beim Einatmen von Luft durch das Mundstück aus dem Behälter Luft in den Behälter eintreten kann und die durch beim Ausatmen von Luft durch das Mundstück (8) in den Behälter hinein Luft aus dem Beliälter herausgedrückt werden kann und durch Mittel (16; 17;19) zum Vergrößern der für das Herausdrücken der Luft aus dem Behälter erforderlichen Ausatemkraft im Vergleich zu der für das Ausatmen direkt in die Atmosphäre erforderlichen Aus-

atemkraft, wodurch der intra-alveolare Druck in bedeutender Weise über den Atmospharendruek hinaus vergrößert wird.

j?. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die J Mittel zum Vergrößern der Ausatemkraft Mittel (l6) zur Beschränkung der Strömung der Luft einschließen, die aus dem Behälter durch die Luftdurchlässe herausgedrückt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet-, daß die Mittel zum Vergrößern der Ausatemkraft Mittel (19) aufweisen, j die die ausgeatmete Luft am Austritt aus dem Behälter hindern, · bis der sich in dem Behälter (2,4,10) aufbauende Druck der aus-! geatmeten Luft wesentlich größer als der atmosphärische Druck ist» - 18 -

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3* dadurch gekennzeichnet, da.'B sie eine geschlossene ländliche Röhre (2,4,10) mit einem Volumen von wenigstens 'jOO cm aufweist, daß das mit einer öffnung zur Röhre (2) hin versehene Mundstück (8) an einem Ende der Röhre angeordnet ist, da 3, die Luftdurchlässe (12, 14,l4^f,l4^lf) an dem anderen Ende der Röhre angeordnet sind und daß ein den Luftdurchlässen zugeordnetes Ventil (lö;17»19) v;;r-.gesehen ist, daß beim Einatmen von Luft durch das Mundstück (8) Luft in die Röhre eintreten lä;3t und daß beim Ausatmen von Luft durch das Mundstück in die Röhre hinein den Luftstrom aus der Röhre hinaus steuert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässe eine Reihe von Öffnungen (12, 14,14¹, l4^f') sind und daß das Ventil (16) v/enigstens einer der öffnungen, aber nicht allen öffnungen zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Behälters (2,4,10) nicht größer als 5500 crn^ ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn- ; zeichnet, daß das Volumen des Behälters (2,4,10) im Bereich von 1000 bis 2000 cm-⁵ liegt.

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