DE2241291C3 - Hilfsvorrichtung für druck-, druckdurchfluD- oder volumengesteuerte Beatmungsgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung für druck-, druckdurchfluß- oder volumengesteuerte Beatmungsgeräte, die, mit einem Trachealtubus verbunden, eine mit einer Einrichtung zum rhythmischen Aufgeben eines Atemgasstromes verbundene Einatemleitung sowie eine Ausatemleitung aufweisen, wobei in den beiden Leitungen zwei alternierend öffnende und schließende Einatem- bzw. Ausatem-Einwegventüe und zusätzlich hierzu in der Ausatemleitung ein den Ausatemdruck oberhalb eines vorgebbaren Wertes haltendes einstellbares Hilfsventil angeordnet sind.

Es hat sich in den letzten Jahren herausgestellt, wie insbesondere von amerikanischen Autoren gezeigt werden konnte, daß die mit Hilfsvorrichtungen dieser Art mögliche künstliche Beatmung mit positiv-endexspiratorischen Drucken von 5 bis 15 cm Wassersäule vor allem bei Patienten mit ideopathischem Atemnotsvndrom zu einer entscheidenden Verbesserung des Sauerstoffgehaltes im Blut führt. Bei Früh- und Neugeborenen hat die Verwendung derartiger Hilfsvorrichtungen zu einer Verbesserung der Oberlebenschance von 50 auf bis zu 80 % bei dem vorstehend genannten Syndrom geführt

Obwohl sich somit Hilfsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art grundsätzlich bewährt haben, besteht noch ein gewisser Nachteil darin, daß der Trachealtubus nach dem Einführen abgedichtet werden muß, um den positiv-endexspiratorischen Druck tatsächlich aufrechterhalten zu können. Diese Abdichtung, die üblicherweise mittels Manschetten od. dgl. erfolgt, kann aber leicht zu schwerwiegenden Verletzungen der Luftröhre bei der Intubierung führen, insbesondere dann, wenn es sich um eine Dauerintubiening handelt, wie sie bei Intensivbehandlungen häufig erforderlich ist Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Hilfsvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche die Aufrechterhaltung eines positiv-endexspiratorischen Druckes gewünschter Größe auch dann gestattet, wenn auf eine Abdichtung des Trachealtubus weitgehend verzichtet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Leckkompensation in die Einatemleitung an einer !.wischen dem Trachealtubusanschluß und dem Einatem-Einwegventil gelegenen Stelle eine mit Atemgas beaufschlagbare Hilfsgasleitung mündet, in der ein den Druck in der Einatemleitung oberhalb eines vorgebbaren, oberhalb des Ausatemdruckes, jedoch unterhalb physiologisch gefährlicher Werte liegenden Wertes haltendes einstellbares Sicherheitsventil angeordnet ist, und daß zwischen dem Sicherheitsventil und der Einmündung der Hilfsgasleitung in die Einatemleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete und angeordnete Hilfsgasleitung gelingt es, auch bei bewußter, die Verletzungsgefahr herabsetzender Inkaufnahme eines Lecks zwischen dem Trachealtubus und der Luftröhre eine automatische Leckkompensation zu erzielen, wodurch also trotz des Entweichens von Atemluft infolge des bewußt in Kauf genommenen oder ansonsten auch fast unvermeidbar stets vorhandenen Lecks ein positiv-endexspiratorischer Druck zuverlässig aufrechterhalten werden kann.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hinsichtlich des bei einer Ausführungsform verwirklichten Vorschlages, ein bzw. zwei Sicherheitswasserventile vorzusehen, ist die DT-PS 8 67 292 zu beachten, aus der bereits ein Atmungsgerät zum Ein- und Ausatmen sowie Inhalieren bekannt war, bei dem ebenfalls ein Wasserventil mit kommunizierenden Röhren vorgesehen ist.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung liegt im übrigen darin, daß sie auf einfache Weise durch geeignete Schaltung sowie durch geringfügige Abänderungen und Zusatzeinrichtungen preisgünstig bei herkömmlichen Beatmungsgeräten realisiert werden kann, vor allem bei druck- und druckdurchflußgesteuerten Geräten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung, teilweise geschnitten, und

F i g. 2 das Ausführungsbeispiel von F i g. 1 in körperlicher Realisierung, perspektivisch dargestellt.

Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, weist die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung in herkömmlicher Weise eine Einatemleitung I auf, durch welche das Einatem-Gasgemisch Ober ein Einatem-Einwegventil Vi in einen Einatemschenkel E und somit zu einem Trachealtubusanschluß HI strömt Die Strömungsrichtung ist dabei durch einen Pfeil (in F i ?. 1) gekennzeichnet Das Atemgas strömt von den Trachealtubusanschluß IH über eine Ausatemleitung A ab, in der ein den Ausatemdruck oberhalb eines vorgebbaren Wertes haltendes finstellbares Hilfsventil V₄ sowie ein Ausatem-Einwegventil Vs vorgesehen sind, ehe dann das Atemgas durch einen Auslaßstutzen II ins Freie strömt Bereits hier sei bemeskt, daß das Hilfsventil V₄, welches in der Ausgangslehung A, II vorgesehen ist, als Sicherheitswasserventil ausgebildet ist

Weiterhin ist die Vorrichtung nach der Erfindung, wie insbesondere F i g. 1 erkennen läßt, eine Hilfsgasleitung IV auf, die über ein Rückschlagventil V₂ mit der Einatemleitung I, £an einer zwischen dem IZinatem-Einwegventil Vj und dem Trachealtubusanschluß III gelegenen Stelle in Verbindung steht. In der Hilfsgasleitung IV ist ein Sicherheitsventil V₃, welches bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wiederum als Sicherheitswasserventil gezeigt ist, vorgesehen, von dem aus ein Auslaßstutzen V ins Freie führt. Die Sicherheitswasserventile Vj, V₄ sind nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren miteinander verbunden, wöbe mittels Einstellhebeln K₁, K₂ der relative Ansprechdruck des Überdruck-Sicherheitswasserventiles Vj und des Hilfsventils V₄ in der Ausatemleitung A, II eingestellt werden können.

Die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung arbeitet in der nachfolgenden Weise:

In der Einatemphase strömt ein Einatem-Gasgemisch über das geöffnete Einatem-Einwegventil Vi zum Trachealtubusanschluß III. Das Rückschlagventil V₂ verhindert ein Einströmen des Einatem-Gasgemisches in die Hilfsgasleitung IV. In der Ausatemphase hingegen wird durch das Überdruck-Sicherheitswasserventil V3 und über das Rückschlagventil V₂ am Trachealtubusanschluß III mit Sicherheit ein positiv-endexspiratorischer Druck aufrechterhalten, dessen Niveau letztendlich durch das Sicherheitswasserventil V₄ bestimmt ist, wobei dieser Kompensationsgasstrom aus der Hilfsgasleitung IV auch im Falle des Vorliegens oder der bewußten Inkaufnahme eines Lecks dessen automatische Kompensation ermöglicht. Die Ausatemluft des Patienten gelangt vom Trachealtubusansch'uß III über die Ausatemleitung A und das Sicherheitswasserventil V₄ sowie das Einweg-Ausatemventil V₅ und den Auslaßstutzen II ins Freie. Wie die Funktionsskizze von F i g. 1 zeigt, mündet der Ausatemschenkel bzw. die Ausatemleitung A unterhalb der Wasseroberfläche des Sicherheitswasserventiles V₄ in Abhängigkeit von der einstellbaren Höhe des Wasserspiegels oberhalb der Auslaßöffnung, wird also in der Ausatemphase ein positiver Druck im Ausatemschenkel A aufrechterhalten, jedenfalls dann, wenn kein Patientenleck vorläge. Das Vorliegen eines derartigen Patientenlecks, wie es praktisch immer vorhanden oder auch bewußt in Kauf genommen wird, um bei Dauerintubierung Verletzungen zu vermeiden, würde nun dazu führen, daß sich in der Ausatemphase kein definierter positiv-endexspiratorischer Druck einstellen könnte, vielmehr würde der im Ausatemschenkel A und damit am Trachealtubusanschluß III vorliegende Druck von der Größe des Lecks zwischen dem an den Trachealtubusanschluß III angeschlossenen Beatmungstubus und der Trachealwandung des Patienten vorhandenen Lecks abhängen.

Dem wird nun dadurch begegnet, daß über die Hilfsgasleitung IV und das Rückschlagventil V₂ in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise in der Ausatem-' phase zur automatischen Leckkompensation Atemgas in den Einatemschenkel E einströmt Damit wird der vorstehend erwähnte Leck-Gasverlust automatisch ausgeglichen.

Wenn nur sichergestellt ist, daß das Einweg-Ausatemventil V5 korrekt arbeitet, so können durch den Hüfsgasstrom niemals Druckwerte erreicht werden, die über dem durch das Sicherheitswasserventil V₄ eingestellten Niveau liegen, weil nämlich überschüssiges Atemgas über V₄ bis V₅ ins Freie entweicht Versagt aber, wie dies in seltenen Fällen der Fall sein kann, das Ausatemventil V₅ oder fließt auch ein Kompensationsgasstrom in der Einatemphase, so könnten sich über den Kompensationsgasstrom unzulässig hohe Drücke am Trachealtubusanschluß III und damit in der Lunge des Patienten aufbauen, weil hier überschüssiges Gas nicht mehr über den Ausatemschenkel A entweichen könnte.

Dieser Gefahr wird nun bei der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung dadurch vorgebeugt, daß das Sicherheitswasserventil V3 nämlich ein Überdruckventil, vorgesehen ist, dessen Einlaßrohr 1 bis 2 cm tiefer unter die eingestellte Wasseroberfläche eintaucht als der Ausatemschenkel im Sicherheitswasserventil V₄. Durch das angewandte Prinzip der kommunizierenden Röhren kommt es jeweils bei sämtlichen gewünschten positivendexspiratorischen Druckeinstellungen (an V₄ durch Anheben bzw. Absenken des Wasserspiegels durch Einfüllen bzw. Ablassen von Wasser über den Anschluß VI) zu einer automatisch richtigen, jeweils um 1 bis 2 cm Wassersäule differierenden Druckeinstellung der Wasserventile. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß niemals verbrauchte Ausatemluft des Patienten in den Einatemschenkel E gedrückt werden kann, weil nämlich der Frischgasstrom immer vom Einatemschenkel zum Ausatemschenkel erfolgt. Um die richtige Einstellung des Kompensationsgasflusses zu erreichen, ist es lediglich erforderlich, so viel Atem-Gasgemisch über die Hilfsgasleitung IV einzuspeisen, daß ein kontinuierliches Durchperlen von Gas in der Exspirationsphasean V3und V₄ sichtbar wird.

Die vorstehend beschriebene Hilfsvorrichtung ist besonders gut bei handelsüblichen Beatmungsgeräten geeignet, die unter der Marke Bennett PR 2 vertrieben werden. Bei diesen Beatmungsgeräten kann ein phasengerechter Kompensationsgasstrom durch Benutzung der dort vorgesehenen exspiratorischen Vernebelungsmöglichkeit erzielt werden. Das in der Zeichnung dargestellte Einweg-Ausatemventil V₅ stellt dann das Original-Ausatemventil bei der vorstehend angegebenen, handelsüblichen Vorrichtung dar.

Will man die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung bei einem anderen druckgesteuerten Beatmungsgerät, beispielsweise dem unter dem Handelsnamen Draeger Assistor, verwenden, so kann der notwendige Kompensationsgasstrom in der Hilfsgasleitung IV über einen Klein-Druckreduzierregler einer Hochdruck-Sauerstoff-Druckluft-Mischanlage entnommen werden. Hierbei arbeitet man dann mit einem kontinuierlichen Kompensationsgasstrom in der Einatemphase sowie in der Exspirationsphase. Hierbei muß aber, wenn nicht für eine zusätzliche ausreichende Anfeuchtung des Kompensationsgases gesorgt wird, eine Beimischung von trockenem Abgas zur angefeuchteten Inspirationsluft in

Kauf genommen werden.

In Fig.2 ist eine mögliche Ausführung der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung in körperlicher Weise dargestellt. Als Werkstoff hierfür hat sich transparentes Polymethylmethacrylat bewährt. Die beiden Sicherheitswasserventile V3 und V4 sind mit einer in Zentimeter/Wassersäule geeichten Skala versehen und bestehen aus zwei etwa 25 cm langen Rohren mit einem Durchmesser von 50 mm. Die in F i g. 2 sichtbare Boden- und Deckplatten sowie die notwendige Schlauchanschlüsse sind ebenfalls überwiegend au: transparentem Polymethylmethacrylat gefertigt um sämtlich miteinander verklebt. Die Ventile Vi und
sind hier einfache Einweg-Klappenventile. Im übrigei entsprechen die in F i g. 2 verwendeten Bezugszeichei den in F i g. 1 vorgesehenen und dort bereits erläuterten

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hilfsvorrichtung für druck-, druckdurchfluß- oder volumengesteuerte Beatmungsgeräte, die, mit einem Trachealtubus verbunden, eine mit einer Einrichtung zum rhythmischen Aufgeben eines Atemgasstromes verbundene Einatemleitung sowie eine Ausatemleitung aufweisen, wobei in den beiden Leitungen zwei alternierend öffnende und schließende Einatem- bzw. Ausatem-Einwegventile und zusätzlich hierzu in der Ausatemleitung ein den Ausatemdruck oberhalb eines vorgebbaren Wertes haltendes einstellbares Hilfsventil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leckkompensation in die Einatemleitung (E I) an einer zwischen dem Trachealtubusanschluß (IH) ucd dem Einatem-Einwegventil (Vi) gelegenen Stelle eine mit Atemgas beaufschlagbare Hilfsgasleitung (IV) mündet, in der ein den Druck in der Einatemleitung (E) oberhalb eines vorgebbaren, oberhalb des Ausatemdruckes, jedoch unterhalb physiologisch gefährlicher Werte liegenden Wertes haltendes einstellbares Sicherheitsventil (Vj) angeordnet ist, und daß zwischen dem Sicherheitsventil (V3) und der Einmündung der Hilfsgasleitung (IV) in die Einatemleitung (E) ein Rückschlagventil (V₂) angeordnet ist.

2. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgasleitung (IV) nur in der Exspirationsphase mit Atemgas beaufschlagt ist.

3. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (V₄) ein Sicherheitswasserventil ist.

4. Hilfsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (V₃) ein Sicherheitswasserventil ist.

5. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sicherheitswasserventile (V₄, V₃) nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren miteinander verbunden lind.

6. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilrohre der beiden Sicherheitswasserventile (V₄, V₃) in der Weise unterschiedlich tief in das Ventilreservoir eintauchen, daß der Druck in der Einatemleitung (E) ständig um 10 bis 20 mm Wassersäule oberhalb des gewählten Ausatemdruckes liegt.