DE2447273A1

DE2447273A1 - Beatmungsgeraet

Info

Publication number: DE2447273A1
Application number: DE19742447273
Authority: DE
Inventors: Keith Evan Buck; Sotiris Kitrilakis; Thomas Charles Robinson
Original assignee: Searle Cardio Pulmonary Systems Inc
Current assignee: Searle Cardio Pulmonary Systems Inc
Priority date: 1973-10-04
Filing date: 1974-10-03
Publication date: 1975-04-17
Also published as: SU544356A3; US3916888A

Description

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Searle Cardio-Pulmonary Systems, Inc., Emeryville, California 94608, (V.St.A.)

Beatmungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein motorgetriebenes, transportables Beatmungsgerät zur Verwendung für menschliche Patienten, die einen Atembeistand von einer nur geringen Hilfe bis zu vollständiger Hilfe benötigen. Der Patient wird für jeden Atemzug mit einem gewählten Gas volumen versorgt, angefangen mit atmosphärischer Luft oder Druckluft allein oder mit einem Zusatzgas, wie Sauerstoff in jedem gewählten Anteil. Das Gas für die Inhalation bzw. Einatmung wird selbsttätig in regelmäßigen Intervallen von getrennt gewählten Längen und mit einer wählbaren, veränderbaren Geschwindigkeit geliefert oder auch durch einen geeignet großen und geeignet lange aufrechterhaltenen

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Eefehl des Patienten ausgelöst der. Der inhalierte Atem kann für eine geeignete Zeitspnanne pehilten wurden Der Einatmungsperiode folgt gewöhnlich nach einer Pause die Ausatmungsperiode mit getrennt wählbarer Länge und mit getrennt wählbarer Geschwindigkeit. Die Einatmungs- und Ausatmungsperioden werden verglichen und ein Signal abgegeben, wenn die Ausatmungsperiode kürzer als die Einatmungsperiode ist. Der Gasdruck wird während einer Pause vor dem Beginn des Einatmungsvorgangs und während einer Pause vor dem Beginn des Ausatmungsvorgangs gemessen. Wenn diese Drücke von eingestellten Werten abweichen, werden Sipnale gegeben. Die Dauer der Gasinhalation wird selbsttätig oder von Hand von Zeit zu Zeit geändert, um einen tiefen Atemzug zu ermöglichen, mit einer längeren als üblichen Inhalationsperiode und einer entsprechend ausgedehnten Ausatmungsperiode. Es sind verschiedene von Hand betätigbare Einstellungen und Steuerungen und verschiedene Anzeiger und Warnvorrichtungen vorgesehen. Während ein Teil der Arbeitsweise und Steuerung vom Gasdruck bewirkt wird, wird iedoch ein prcP-er Teil des Betriebes und der Steuerung auf elektrischem Wepe durchgeführt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes, transportierbares, motorgetriebenes Beatmungsgerät, insbesondere für den menschlichen Gebrauch zu schaffen.

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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Beatmungsgerät zu schaffen, das Luft oder eine Mischung von Gasen in abgemessenen Anteilen liefert und selbsttätig mit Luft vjeiter arbeitet, wenn die Lieferung des Mischgases ausfällt.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Beatmungsgerät zu schaffen, das eine Einatmung und Ausatmung in taktmäPigen Tntervalien und wählbaren Feriode.n und Geschwindigkeitpn und mit oder ohne Steuerung durch den Patienten ermöglicht.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Beatmungsgerät zu schaffen, das seine Arbeitsweise in den Intervallen zwischen den Atmungszyklen abfragt, um Anomalien zu entdecken.

Es ist eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ein Beatmungsgerät zu schaffen, das von Zeit zu Zeit besonders tiefe Atemzüge ermöglicht.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Beatmungsgerät mit einer beträchtlichen Flexibilität der Einstellung und kurzer Ansprechzeit zu schaffen, das leicht reguliert und gesteuert werden kann und da? ri+ den-Bedürfnissen verschiedener Patienten vereinbar ist.

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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Beatmungsgerät zu schaffen, dessen Warnsystem wesentlich verbessert ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beatmungsgerät zu schaffen, in welchem der Einatmungsvorgang besonders sorgfältig gesteuert wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Anordnung, mit welcher die Wirkung der Bedienung durch den Patienten leicht eingestellt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Beatmungsgerätes mit einem veränderbarem Verlauf der Einatmungsströmung, insbesondere mit einer solchen Strömung, die mit der Zeit abklingt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Beatmungsgerätes, das fähig ist, bei zusätzlichem Betrieb von Hilfsausrüstungen so zu arbeiten, daß unabhängig davon, ob die Hilfsausrüstung verwendet wird, die Arbeitsweise des Beatmungsgerätes selbst unverändert bleibt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht allgemein darin, ein verbessertes Beatmungsgerät zu schaffen.

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Machstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile des pneumatischen Schaltkreises des Beatmungsgeräts, wobei einige der Teile im Querschnitt in einer diametrischen querverlaufenden Ebene gezeigt sind,

Figur 2: einen Querschnitt in einer axialen Ebene durch eine kombinierte Volumenkammer und Spexcherreservoir,

Figur 3: einen Querschnitt in einer diametrischen Ebene durch ein membrangesteuertes Ventil,

Figur 4: einen Querschnitt in einer diametrischen Ebene durch ein Ventil mit veränderbarem Widerstand,

Figur 5: einen Querschnitt in einer diametrischen Ebene durch ein Entspannungsventil,

Figuren 6 und 7 , wenn Figur 6 unmittelbar links neben Figur 7 gelegt wird, schematisch einen Teil des pneumatischen und elektrischen Schaltkreises, des Beatmungsgeräts,

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Figuren 8 und 9 _? wenn Figur 8 unmittelbar links von Figur 9 gelegt wird, zusätzliche elektrische und pneumatische Schaltkreise, die in dem Beatmungsgerät enthalten sind,

Figur 10: ein Diagramm des pneumatischen Schaltkreises einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Beatmungsgeräts,

Figur HA: den linken Teil einer schematischen Anordnung mit verschiedenen Einzelheiten des pneumatischen und elektrischen Schaltkreises des Beatmungsgeräts nach Figur 10,

Figur HB: eine der Figur HA ähnliche Ansicht mit dem rechten Teil der Anordnung, die teilweise in Figur HA dargestellt ist,

Figur 12A: ein weiteres Diagramm mit der Schaltung, die in Verbindung mit dem Beatmungsgerät der Figur 10 verwendet wird, und

Figur 12B, wenn diese rechts von Figur 12A gelegt wird, eine Vervollständigung des Diagramms der Schaltung nach Figur 12A.

Zunächst wird auf die Ausführungsform der Erfindung Bezug genommen, die in den Figuren 1-9 beschrieben ist. Die prinzipielle pneumatische Anordnung des Be-

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atmungsgeräts ist besonders in Figur 1 und in Figur 6 gezeigt. Ein elektrischer Motor 6 der üblichen Art erhält seine Energie von jeder geeigneten Standardquelle (wie 115 V Wechselstrom oder 12V Gleichstrom) durch eine Leitung 7, die über einen Schalter 8 gesteuert ist, der wiederum durch eine Spule 9 bedient wird, Rückleitungen sind im Hinblick auf die Übersichtlichkeit der Zeichnung weggelassen. Der Motor 6 treibt über eine Welle 11 einen Luftkompressor 12 an, der vorzugsweise von der Art mit positiver Verdrängung sein soll· Dem Kompressor wird atmosphärische Luft durch einen Einlaß 13, einen Filter 14 und eine Zuleitung zugeführt. Die erhaltene Luft wird komprimiert und verläßt die Pumpe bzw. den Kompressor durch eine Auslaßleitung 17, von der sie durch einen akustischen Filter 18 und ein Regelventil in die Leitung 19 strömt. Um sicher zu stellen, daß der Auslaßdruck nicht übermäßig hoch ist, führt eine Leitung 21 vom Pumpenauslaß über ein Druckentspannungsventil 2 2 und ein Rohr 2 3 in die Atmosphäre.

Es wird oft eine unter Druck stehende Alternativ- oder Hilfsluftquelle vorgesehen. Beispielsweise ist ein Druckluftreservoir 26 über eine Leitung 27, ein Druckregelventil 28 mit der Leitung 19 verbunden. Wenn die Hilfsdrucklufteinspeisung verwendet wird, wird deren Druck über Leitung 2 9 an einen druckempfindlichen Schalter 31 übermittelt, welcher über den Leiter 3 2 die

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Erregung der Spule 9 steuert. Wenn Druck von der Quelle 26 erhältlich ist, wird Spule 9 erregt, um Schalter 8 zu öffnen und den elektrischen Motor 6 abzuschalten. Wenn kein Druck aus Quelle 26 erhältlich ist, wird Motor 6 angeschaltet. Entweder wird der über den elektrischen Motor angetriebene Kompressor oder das Druckluftreservoir 26 als Luftquelle benutzt, wobei die Umschaltung selbsttätig erfolgt.

Von der Leitung 19 fließt die Druckluft in ein Reservoir oder Speicher 36, der in einer Ausführungsform so aufgebaut sein kann, wie im Detail in Eigur 2 gezeigt ist. Nach dieser Anordnung ist eine trommelähnliche, kreiszylindrische Wandung 37 mit einigen atmosphärischen öffnungen 38 vorgesehen, die einen unteren Flansch 39 aufweist, der an einer Seite einer flexiblen Membran 41 anliegt. An der anderen Seite der Membran liegt ein Kopf 4 2 an, der mit der Seitenwandung 3 7 über Befestigungsmittel 43 verbunden ist, welche den Umfang der Membran einklemmen. Es ist ein Membrankolben 44 mit einer zentralen Nabe 46 und mit einer abrollbaren Membrandichtung 4 7 vorgesehen, die zwischen dem Kolben 44 und der Nabe und ebenso zwischen dem Kopf 42 und einem zentralen Kragen 48 eingeklemmt ist.

Dem Kopf 4 2 entgegengesetzt und den von der Wandung 3 umschlossenen Raum überspannend ist eine zentrale

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Scheibe 49 vorgesehen,, die eine Kantenschulter 51 aufweist, die an der Trommelwandung 37 anliegt, um die Scheibe zu zentrieren und.die weiterhin eine Anzahl Tassen 52 trägt (von denen aus Gründen der Klarheit nur eine dargestellt ist), die jeweils als Halter für eine Spiraldruckfeder 5 3 dienen, die auch am Kolben 44 anliegt. Die Federn 53 drücken den Kolben 44 und den Kopf 4 2 in enge Nachbarschaft, wodurch ein minimales Volumen des Reservoirs oder Speichers 36 erzielt wird.

Die von Leitung 19 zur Kammer 3 6 gelieferte Luft weist einen genügend hohen Druck auf, um den Kolben 44 anzuheben, wie in Figur 2 gezeigt ist, gegen die Kraft der vielfachen Federn 53, so daß das Volumen der Kammer oder des Speichers 36 anwächst und eine gewisse Menge Druckluft bei einem von dem Entspannungsventil 22 bestimmten Druck gespeichert wird.

Von der Kammer 36 wird die Druckluft über ein Rohr 5 durch ein Lufteinlaßventil 57, das von einer elektrischen Spule 5 8 gesteuert wird in Leitung 5 9 geführt, die mit einer Volumenkontrollkammer oder Volumenmeßkammer 61 in Verbindung steht, die mit Kammer 3 6 vergleichbar ist. Die Kammer 61 ist teilweise von einem Kopf 6 2 begrenzt, der einen Flansch 63 aufweist, der mit den .Befestigungsmitteln 43 in Eingriff steht.

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Der Flansch liegt an einer begrenzenden Membran 6 4 an, die auf einer Trommelwandung 66 aufliegt. Die Trommelwandung weist atmosphärische öffnungen 67 auf und ist an einer anderen Schulter 6 8 der zentralen Scheibe 49 gelagert. Wenn die Befestigungsmittel 4 3 festgezogen sind, werden die Köpfe 6 2 und 4 2 gegen ihre jeweiligen Membranen 64 und 4-1 gepreßt und die Trommelwandungen 6 6 und 6 7 kommen in engen Eingriff mit der zentralen Scheibe 49, wodurch diese in ihrer Lage gehalten wird.

An der Membran 64 'liegt ein Kolben 71 an, der von einer Druckfeder 7 2 beaufschlagt wird, deren anderes Ende in einer Tasse 7 3 sitzt, die von der Scheibe getragen wird. Mehrere Federn 7 2 und Tassen 7 3 werden verwendet (es ist jedoch nur eine dargestellt) und diese vorzugsweise mit den Tassen 5 2 und den Federn 5 3 abwechselnd angeordnet. Während die Federn 7 2 normalerweise die Kammer 61 auf einem minimalen Volumen halten, bewirkt die unter Druck zur Kammer gelieferte Luft eine Vergrößerung der Kammer 61 unter Oberwindung der Kraft der Federn 72, durch Wegdrücken des Kolbens 71 in Richtung der zentralen Scheibe 49_k

Es ist wichtig die jeweilige momentane Stellung des Kolbens 71 festzustellen. Für diesen Zweck ist an der zentralen Scheibe 49 ein stationäres Gehäuse 74 vor-

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gesehen, das eine, elektrische Spule 75 (Figur 6) enthält und als eine Befestigung 76 für einige elektrische Verbindungen bzw. Stecker dient. Mit dem Gehäuse

74 steht ein Verschiebbarer Induktionskolben in Beziehung (wie beispielsweise ein Kern, der die Spule

75 magnetisch beeinflußt). Der Kolben ist über eine Stange 78 und eine geschlossene Abgleichfeder 79 mit einem Anker 81 auf dem Kolben 71 verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Stellung des Induktionskernes 7 7 sich entsprechend den Lageänderungen des Kolbens axial verändert, wodurch ein sich entsprechend veränderndes elektrisches Signal entsteht, das über geeignete Leiter, die sich in und aus der Befestigung 76 erstrecken, abgeleitet wird. Es kann dadurch eine Fernanzeige der momentanen axialen Stellung des Kolbens 71 erreicht werden, die dem momentanen Volumen der Kammer Rl entspricht.

In einigen Fällen ist das Beatmungsgerät vorzugsweise nicht nur mit komprimierter atmosphärischer Luft aus einem Kompressor oder Tank betrieben, sondern auch mit Sauerstoff oder einigen anderen Mischgasen,, wobei der relative Anteil zwischen atmosphärischer Luft und dem Mischgas nach Wunsch eingestellt werden kann. Für diesen Zweck ist eine Mischgasquelle 83, wie beispielsweise reiner Drucksauerstoff vorgesehen. Dieser wird durch eine Leitung 84 und durch ein Druckregelventil 86 zur

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Leitung 87 geliefert. Der Sauerstoff strömt weiter durch ein Regelventil 88, das über eine elektrische Spule 89 betätigt wird. Bei offenem Ventil 88 kann das Mischgas oder der Sauerstoff in Leitung 59 fliessen und von da in die Kammer 61 der Meßeinrichtung.

Die atmosphärische Druckluft oder der Drucksauerstoff oder eine unter Druck stehende Mischung daraus, die allgemein als Durckgas bezeichnet wird, können die Kammer 61 über Leitung 91 verlassen, wenn der Kolben 71 unter dein Einfluß der Federn 72 den Kopf 62 erreicht. Leitung 91 ist mit dem Einlaß 92 eines Strömungsgeschwindigkeitsventils 93 (Figuren 1, 3, 6 und 7) verbunden. Innerhalb des Ventils 93 befindet sich ein Ventilteller 94, der in einer inneren Kammer arbeitet. Der Ventilteller ist auf einem Schaft 96 befestigt und so ausgebildet, daß er den Einlaß 92 schließen oder zumindest drosseln kann. Der Schaft erstreckt sich durch einen Träger und ist mit einer Membran 97 verbunden, die unter der Druckdifferenz der Kammern an ihren entgegengesetzten Seiten steht. Die frei verschiebbare Membran ist zwischen einem Körper 98 und einer Kappe 99 eingeklemmt und teilt eine Kammer 101 von einer Kammer 102. Die Membran ist in einer Richtung durch eine Feder 103 vorgespannt, welche die Membran gegen die Kappe 99 drückt.

Der Druck innerhalb der Kammer 101 ist gleich demjenigen in der Leitung 104, die mit der Leitung 5 6 zum Reservoir verbunden ist und die sich durch ein Inhala-

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tionsventil 106 erstreckt, das durch eine elektrische Spule 107 betätigt wird. Das Ventil 106 hat eine Auslaßleitung 108, die in die innere Kammer 95 führt und eine weitere Auslaßleitung 109, die in die innere Kammer 101 führt.

Kammer 9 5 ist ebenfalls über Leitung 111 mit einem Ventil mit veränderbarem Widerstand 113 (Figur 4) verbunden. Die Leitung 111 endet in einem Ventilsitz, dessen Durchlaß durch einen Ventilteller 1-14 gesteuert wird, der flache Seiten 116 aufweist und Führungen 117, um seine Drehung zu verhindern. Der Teller 114 ist auf einem Schnell- oder Steilgewinde 118 eines Einstellschaftes 119 montiert, auf welchem ein Steuerknopf 121 befestigt ist. Die Kammer 112 und die Kammer 102 kommunizieren über eine Leitung 12 2.

Aus der Kammer 112 strömt das Druckgas durch ein Rohr 123-in.eine Entspannungsleitung 124 (Figuren 1 und 7), die mit dem Einlaß 126 eines Entspannungsventils 127 mit veränderbarem Druck verbunden ist. Innerhalb des Körpers des Ventils 127. befindet sich ein Sitz 128, der mit einem Ventilteller 129 zusammenwirkt, der durch eine Spiralfeder 131 in seiner Lage gehalten wird, die ebenso an eine Kappe 132 stößt, die gegen Drehung gesichert an einem Ende der Ventilstange 133 befestigt ist, die ein Schnellgewinde 134 aufweist,

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Gegen die Gewindegänge liegt eine Schraube 136 mit Reibschluß an, so daß die Welle 133 von einer Bedienungsperson nur mit einiger Schwierigkeit gedreht werden kann, wenn diese den Knopf 137 am Ende der Welle 13 3 betätigt. An dem mit Flanschen versehenen unteren Ende der Kappe 132 ist ein loser Ring 138 angeordnet, der mit der inneren Wandung 139 der Kammer 140 innerhalb des Ventils in Reibschluß steht. Der Ring 13 8 wird durch sein Gewicht in Richtung der Ventilachse abwärts belastet. Ring 138 hat eine mittlere Bohrung 141, deren Durchmesser größer als die Kappe 132 ist. Die axiale Lage des Rings auf der Kappe wird nicht allein durch den Flansch 14 2 am unteren Ende der Kappe begrenzt, sondern ebenso durch einen Stift 143 am oberen Ende der Kappe.

Die Kammer 140 besitzt eine Öffnung 144, die zur Atmosphäre führt', so daß, wenn ein starker Überdruck den Ventilteller 129 von seinem Sitz 128 gegen die Anpreßkraft der Feder 131, die von der jeweiligen Stellung des Knopfes 137 abhängt, abhebt, kann die Luft über die Kappe 132 durch Aufheben des Rings 138 strömen und durch den Ausgang 144 in die Atmosphäre entweichen. Auf diesem Weg kann ein Druck, der innerhalb der Leitung 123 existiert so eingestellt werden, daß er einen gewählten Wert nicht überschreitet. Druckgas von Leitung 123 fließt durch eine Auslaßeinheit 150, die einen Bakterienfilter 151 und gegebenenfalls einen

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Anfeuchter 15 2 enthält, in die Leitung 153, die'mit einer Luftleitung 154 verbunden ist, die wiederum mit einer der üblichen Gesichts- oder Atemmasken (nicht gezeigt) verbunden ist, welche am Patient angebracht werden.-

Ebenfalls mit der Luftleitung 154 ist über eine Abzweigung 156 der Leitung 153 ein Ausatemventil 157 (Figur 1) verbunden. Dieses beinhaltet einen Ventilsitz 158, über welchem ein aufblasbares und entleerbares flexibles Ballonventil 15 9 sitzt. Wenn der Ballon aufgeblasen ist, ist die Strömung durch Ventil 15 7 gehindert, wenn jedoch der Ballon entleert ist, geht die Strömung durch Ventil 15 7 (Figur 7) und durch eine Leitung 161 in die Atmosphäre.

Um das Ballonventil 15 9 geeignet zu steuern, fließt etwas Druckluft aus der Reservoirleitung 56 durch die Leitung 104 in ein Rohr 167, so daß von der Druckgasquelle in der Leitung 167 immer Druck erhältlich ist. Die Leitung 167 ist über ein Verbindungsstück 168, und über ein Nadelventil 16 9 mit dem Rohr 171 verbunden. Das Nadelventil.weist eine Nadel 172 auf, die durch eine Handsteuerung 173 verstellt werden kann, so daß die Drosselung der Nadel veränderbar ist und die Strömung vom Verbindungsstück 168 zum Rohr 171 gedrosselt werden kann. Ein Abluftverbindungsstück 174 ist mit dem Rohr 171 verbunden und bläst durch eine Drosselöffnung 176 und durch ein Rohr 177 in die Atmosphäre ab.

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Im Nebenschluß zum Nadelventil 169 ist eine Leitung 178 vorgesehen, die über ein Regelventil 179 ebenfalls mit dem Rohr 171 verbunden ist. Das Regelventil wird durch eine elektrische Spule 181 bedient und ist wiederum über eine Leitung 18 2 mit dem Ballonventil 15 9 verbunden. Abhängig von der Stellung des Kerns 183 des Ventils 179 wird der Ballon des Ventils 159 aufgeblasen oder entleert. Wenn sich das Ventil in der in Figur 1 gezeigten Stellung befindet, ist der Druck in den Leitungen 56, 104, 167 und 178, ein ziemlich hoher Druck, erhältlich, um den Ballon 15 9 aufzublasen, wenn das Ventil 179 jedoch in seine andere Stellung umgeschaltet wird, dann wird der Ballon mit dem Rohr 171 verbunden, in welchem ein relativ niedriger Druck herrscht, der nur wenig höher als der Atmosphärendruck ist, abhängig von der Einstellung des Ventilknopfs 173, dem Abfluß durch das Verbindungsstück 174, der Drosselung 176 und dem Rohr 177.

Die beschriebene Schaltung für die Strömung sowohl zu als auch weg von der Luftleitung 154 des Patienten bildet den fundamentalen Luftschaltkreis, d.h. die Druckbzw. Einatmungsschaltung und die Auslaß- bzw. Ausatmungsschaltung des Beatmungsgeräts. Spezielle elektrisch betätigte Steuermittel werden angewandt, um das Beatmungsgerät entweder selbsttätig im Takt zu betreiben, wenn der Patient unfähig ist selber zu atmen, oder es so auszubilden, daß es auf Anregungen des Patienten

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anspricht, so daß dessen Atmen unterstützt wird, während es in zeitlicher Hinsicht primär von ihm bestimmt wird. Ebenso sind Steuermittel für eine Bedienung durch den Arzt oder Assistenten vorgesehen.

Die Betrachtung der elektrischen Steuermittel kann beginnen mit der Anordnung der auf die Lage ansprechenden Spule 75 (Figur 6), welche die momentane Stellung des Kolbens 71 angibt und damit das tatsächliche Volumen der Kammer 61. Zur Speisung der Spule 75 wird ein Oszillator 88 über Leiter 186 und 187 von einer geeigneten Niederspannungsquelle (üblicherweise - 15 V) mit Energie versorgt, der Oszillator ist über einen Leiter 18 9 mit der Spule 75 verbunden. Von der Spule führt ein Leiter 191 zu einem Demodulator 192, dessen Ausgangssignal in dem Leiter 193 erscheint. Der Leiter 193 führt zu einem Luftvolumendetektor 194, der damit auf die momentane Stellung des Kolbens 71 und das Volumen der Kammer 61 anspricht.

Dem Luftvolumendetektor 194 wird ebenfalls ein Signal von der Gezeiten-Volumensteuerung 196 eingegeben,'die einen veränderbaren Widerstand 197 aufweist, der über einen Zweilagenschalter 198 und einen Leiter 199 mit dem Detektor 194 verbunden ist. Der veränderbare Widerstand 197 kann auf jeden gewünschten Wert innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, um die. Menge oder den Wert des Atem-Volumens von ausgewähltem Gas einzustellen, die bei einem .einzigen Atemzyklus zur

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Verfügung stehen soll. Der Schalter 198 ist in seiner anderen Stellung mit einem Leiter 201 verbunden, der zu einem veränderbarem Widerstand 202 der Tiefatemzuwachssteuerung führt, die allgemein mit 203 bezeichnet ist und dem vergrößerten Luftvolumen eines "tiefen" Atemzuges eine veränderbare Grenze über und oberhalb des normalen oder eingestellten Atem-Luftvolumens gibt. Der Schalter 198 spricht auf die Steuerung der Tiefatemsteigerung' mit dem Anschluß A 206 für den Empfang eines Taktsignals, das später beschrieben werden wird, an. In normaler Stellung verbindet die Tiefatemsteuerung 204 die Steuerung 196 für das Atem-Volumen direkt mit dem Luftvolumendetektor 194, wogegen, wenn sie manchmal in ihre andere äußere Stellung bewegt wird, verbindet die Tiefatemzuwachssteuerung 204, die Zuwachssteurung 203 direkt mit dem Luftvolumendetektor 194.

Der Leiter 193 vom Demodulator 192 der Stellungsspule ist ebenfalls mit einem Sauerstoffvolumendetektor verbunden, der weiterhin mit einem Signal beaufschlagt wird, das über Leiter 208 von einer Steuerung 209 zur Einstellung des Verhältnisses Sauerstoff zu Luft kommt. Diese Steuerung beinhaltet einen veränderbaren Widerstand 211, mit einer Leitung 212, die mit dem Leiter 199 verbunden ist und weiterhin einen Leiter 213, der zum Zweilagenschalter 214 läuft, an welchem der Leiter anliegt. Ein weiterer Leiter- 216 ist am Schalter 214 angeschlossen und erstreckt sich zur Steuerung 209.

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Parallel zum Schalter 214 ist ein Warnschalter 217 angeordnet, der über eine Leitung 218 mit einer Stromquelle verbunden ist und von dem eine Leitung 219 über einen Hemmungsschalter 2 21 zu einem Anschluß B 2 22 führt, der später beschrieben werden wird. Die Schalter 214 und 217 sind über eine Verbindung 223 gekuppelt und sprechen auf einen Magnetschalter 224 an, der über einen Leiter 2 26 mit einem Druckschalter 227 verbunden ist, der ein Rohr 228 aufweist, das mit der Leitung 8 4 verbunden ist und damit auf den Druck des Sauerstoffs in Leitung 84 anspricht. Sollte der Sauerstoffdrück auf einen gefährlich niedrigen Wert absinken, veranlaßt der Druckschalter 2 27 den Magnetschalter 224 die Schalter 214 und 217 gleichzeitg in die Lage zu bewegen, die in Figur 6 gezeigt ist, wodurch der Sauerstoffvolumendetektor 207 abgeschaltet wird und der Luftvolumendetektor 194 allein wirksam ist und wobei ebenfalls der Anschluß B 222 mit Strom versorgt wird, wodurch eine später beschriebene Warnung ausgelöst wird.

Die Detektoren 194 und 207 haben verwandte Aufgaben. Der Luftvolumendetektor 194 gibt ein Signal über Leitung 2 31 auf eine Seite eines UND-Gatters 23 2 ab, wenn er angeschaltet ist. Die andere Seite des UND-Gatters ist mit einem Leiter 233 verbunden, der ein Signal vom Anschluß C 2 34 überträgt, der später beschrieben werden wird. Wenn in beiden Leitern 231 und

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233 Signale anliegen, liefert das Gatter 232 ein Signal über Leitung 236 zu einem ausschließlichen ODER-Gatter 237, das über einen Leiter 23 8 und einen Verstärker 239 und durch Leitung 241 mit der,elektrischen Spule 58 verbunden ist, die das Luftventil 57 betätigt.

In vergleichbarer Weise ist ein parallel angeordnetes UND-Gatter 24 2 durch Leitung 24 3 mit dem Sauerstoffvolumendetektor 207 verbunden und über Leiter 24 4 mit Leiter 233. Wenn die Signale von dem UND-Gatter 242 über die Leiter 24 3 und 244 empfangen werden, wird ein Signal auf Leitung 246 abgegeben, deren eine Verzweigung 247 zu dem ausschließlichen ODER-Gatter 237 läuft, Der Leiter 246 läuft über Verstärker 248 zu der elektrischen Spule 89 des Sauerstoffventils 88.

Das Ergebnis der vorstehenden Anordnung besteht darin, daß eine spezielle Lage des Kolbens 71 (oder ein bestimmtes Volumen der Kammer 61) eine Steuerung des Ventils 88 für Sauerstoff und des Ventils 57 für Luft bewirkt. Durch eine geeignete Einstellung der Steuerung 209 für das Verhältnis Sauerstoff zu Luft werden die Ventile 5 7 und 8 8 an einem bestimmten Punkt während der Hin- und Herbewegung des Kolbens 71 geöffnet bzw. geschlossen. Sauerstoff wird der Kammer 61 während eines bestimmten Bruchteils des gesamten Kolbenweges zugeführt, während Luft in die Kammer 61 für den verbleibenden Teil des Kolbenweges eingeführt wird. Auf

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diese Weise ist ein genaues, volumetrisch gemessenes
Verhältnis von gelieferter Luft und geliefertem Sauerstoff erhaltbar. Sollte die Sauerstoffzufuhr ausfallen, was durch einen übermäßig niedrigen Sauerstoffdruck
in der Leitung 84 angezeigt wird, wird der den Sauerstoff liefernde Mechanismus abgeschaltet, und der Mechanismus zur Lieferung der Luft bleibt in Funktion,
wobei das Atem-Volumen dann ausschließlich aus
ungemischter Luft besteht.

Der Leiter 193 von dem Stellungsdemodulator 192 ist
über eine Leitung mit einem Leerkammerdetektor 251
verbunden, der ebenfalls ein Eingangssignal über Leitung 25 2 empfängt, die von einem veränderbaren Widerstand 25 3 zwischen Erde und einer geeigneten Stromquelle 25 4 ausgeht. Dies ermöglicht eine veränderbare Einstellung für die Wahl des Minimalvolumens der Kammer 61, das gewählt wird um das Funktionieren der Vorrichtung auszulösen. Ein Signal von dem Detektor 251 wird durch einen Leiter 25 6 zu einem Aufblas-Haltzeitwähler 25 7 geführt, der eine Zeiteinstelleinheit 25 8 aufweist mit einer variablen Steuerung 25 9. Der Mechanismus kann eingestellt werden oder auf jede Zeit abgestimmt werden, um die Dauer einer Pausenperiode in dem Auf blas teil des Zyklus zu bestimmen. Das Ausgangssignal des
Aufblas-Haltzeitwählers 25 7 wird über den Leiter 260
zu einer Klemme D 261 geführt, die später beschrieben werden wird.

In ähnlicher Weise hat der Luftvolumendetektor 194
eine Zweigleitung 26 2, die von dem Leiter 231 zu

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einer Klemme E 26 3 verläuft, dessen Verbindung später beschrieben werden wird.

Beim Arbeiten der Spule 7 5, wenn die Kammer 61 im
wesentlichen ihr Maximalvolumen erreicht hat, spricht der Detektor 194 an und schickt ein Signal über den Leiter 231 und den Leiter 262 zum Anschluß E 263,
der, wie in Figur 8 gezeigt ist, über einen Leiter 266 mit einem UND-Gatter 267 verbunden ist. Das UND-Gatter 267 wird ebenfalls von einem Leiter 268 beliefert, der mit der Klemme F 269 verbunden ist, die, wie später beschrieben werden wird, ein Signal erhält, das durch das ausgewählte Verhältnis der Ausatmungszeit zur Einatmungszeit ausgelöst wird. Wenn
beide Signale an dem UND-Gatter 267 anliegen, wird ein Impuls über Leiter 271 zum Start- bzw. Auslöseteil 272 eines Inhalations-Gatters 273 geschickt.
Das Gatter 27 3 wird im wesentlichen durch den Erhalt eines Signals über Leiter 271, das anzeigt, daß der Mechanismus in Bereitschaft für den Inhalationsteil des Atmungszyklus ist, ausgelöst bzw. geschaltet.

Um ein Ausgangssignal von dem Inhalations-Gatter zu erhalten, ist es zuerst notwendig ein Taktsignal zu bekommen. Konsequenterweise ist ein Beatmungsgeschwindigkeitstaktgeber 274 vorgesehen. Dieser hat eine veränderbare Taktsteuerung 276, die von Hand eingestellt werden kann oder nach Wunsch der Bedienungsperson eingestellt wird.

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In periodischen Abständen, wird damit je nach Einstellung ein Signal über einen Ausgangsbereich 278 und durch einen Leiter 279 der Auslöseeinheit 281 der aktivierten bzw. eingeschalteten Inhalationseinheit 27 3 zugeführt. Der Auslöseimpuls in dem Leiter 27 9 wird ebenfalls über einen Leiter 28 2 an eine Klemme G 283 geleitet, die mit einem Warnmechanismus verbunden ist, der später·beschrieben werden wird.

Ein Impuls von der befähigten bzw. aktivierten und getriggerten Inhalationssteuerung 273 wird über den Ausgängsbereich 284 über einen Leiter 286 in den Startbereich 287 einer Inhalationssteuerung 288 eingegeben, mit der ein Mechnismus 28 9 zur Zeitbegrenzung verbunden ist. Dieser ist normalerweise auf einen beliebigen, vorbestimmten Wert eingestellt, beispielsweise 5 Sekunden. Der Inhalationsmechnismus 288 liefert ein Impuls über einen Ausgangsbereich 291 und einen Leiter 292 zu einer Klemme H 2 93. Dies ist auch in Figur 7 gezeigt. Der Impuls von der Inhalationssteuerung 2 88 wird über einen Leiter 2 94 und einen Verstärker 296 und durch einen Leiter 2 97 weitergeführt, um die elektrische Spule 107 des Ventils 106 zu steuern. Das Ventil 106 wird daher entsprechend dem Ausgangsbereich 291 der Inhalationssteuerung 288 zwischen zwei Extremstellungen hin- und herbewegt.

Zusätzlich weist die Steuereinheit 288 einen "nichtaus"-Bereich 301 auf, der über Leiter 302 mit dem Start-

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bereich 303 einer AusatmungsSteuereinheit 304 verbunden ist. Die Steuereinheit 304 enthält einen Zeitgeber 306. Überlicherweise ist dieser nicht variabel, sondern auf eine bestimmte Zeitgrenze eingestellt, z.B. 10 Sekunden. Von dem Aus-Bereich 307 der Ausatmungssteuereinheit 304 wird ein Signal über Leiter 308 zu einer Klemme C 234 geleitet, die auch in Figur 6 gezeigt ist. Das Signal von der Ausatmungssteuereinheit 304 wird dann über Klemme C 234 auf beide Gatter 232 und 242 aufgegeben, so daß diese wie vorher beschrieben,arbeiten können. Der Impuls im Leiter 3 wird ebenfalls von dem Startteil 311 einer Blockierungssteuereinheit 312 empfangen (Fig. 9). Diese hat einen Aus-Teil 313, der, wenn er unblockiert ist, einen Impuls über Leiter 314 abgibt, mit welchem ein weiterer Leiter 316 verbunden ist, der einen Anschluß J 317 aufweist. Dieser erscheint auch in Figur 7 und ist über einen Leiter 318 mit einem Verstärker 319 und über einen weiteren Leiter 3 21 mit der elektrischen Spule verknüpft, welche das Ventil 17 9 zwischen seinen extremen Lagen hin- und herbewegt.

Der Leiter 314 (Figur 9) läuft zu dem Startteil 323 einer Warneinrichtung 3 24 für eine Unterbrechung des Luftweges, mit einem Zeitgeberteil 3 26, der üblicherweise auf eine kurze Zeit eingestellt ist, z.B. eine zehntel Sekunde, so daß bis zum Ablauf dieser Zeit, nach Empfang des Startimpulses im Teil 3 23 die Warn-

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einrichtung 3 24 für die Unterbrechung des Luftweges in ihrem Aus-Teil 3 27 einen Impuls erzeugt, der über Leiter 328 zu einem UND-Gatter 329 geleitet wird. Der andere Impuls des UND-Gatters 329 kommt über Leiter 331 mit Anschluß K 332. Dieser Anschluß erscheint ebenfalls in Figur 7 und ist über Leiter 3 33 mit einem Druckschalter 334 verbunden, der über eine Verbindung 336 mit der Luftwegleitung 154 gekoppelt ist.

Sollte der Druck in der Verbindung 3 36 infolge eines mechanischen Lösens der Verbindung des Luftweges 154 (Figur 1) zum Patienten abfallen, bewirkt dieser Druckabfall augenblicklich die Erzeugung eines Signals, das über Leiter 333, den Anschluß K 332 und den Leiter 331 zum UND-Gatter 3 29 läuft. Wenn das UND-Gatter 3 ebenfalls einen Impuls über Leiter 3 28 von dem Aus-Teil .3 27 der Warneinheit 3 24 für eine Luftwegtrennung erhält, wird ein Signal über Leiter 337 zum Einstellteil 33 8 einer Alarmtafel 3 39 geleitet. Ein entsprechendes Signal wird vom Aus-Teil dieser Tafel über Leiter 342 zu einem geeigneten Warnlämpchen 343 geführt. Der Bedienungsperson wird auf diese Weise das Auftreten einer Luftwegtrennung unmittelbar danach angezeigt.

Mit der Steuerung des Einatmungsventils 106 und des Ausatmungsventils 17 9, die vom Beatmungsgeschwindigkeitszeitgeber 274' selbsttätig gesteuert werden, wie bereits beschrieben wurde, kann ein ununterbrochener

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Zug von -sich wiederholenden, zeitlich abgestimmten Atemzyklen unendlich fortgesetzt werden. Es besteht jedoch ein gewisses Bedürfnis dafür, dem Patienten von Zeit zu Zeit einen größeren oder tiefen Atemzug zu ermöglichen. Dies kann entweder durch eine Handsteuerung oder automatische Steuerung erreicht werden.

Die Handsteuerung für diese Funktion wird mittels eines Leiters 351 (Figur 8, Mitte unten), der mit einer geeigneten elektrischen Quelle verbunden ist, über einen Handschalter 3 52, durchgeführt, der in seiner geschlossenen Stellung ein Signal über Leiter 35 3 auf den Einstellteil 354 einer Signalsteuereinheit 356 in einer logischen Synchronisier.schalttafel 357 gibt. Ein automatischer Zeitgeber 35 8 für tiefe Atemzüge kann ebenfalls ein Signal über Leiter 353 auf den Einstell-Teil 354 abgeben. Der Zeitgeber hat eine einstellbare Taktgebereinheit 3 5 9. und liefert in bestimmten zeitlichen Abständen ein Signal über Leiter 361, der mit Leiter 3 53 verbunden ist.

Wenn ein Impuls von einer dieser Quellen auf dem Einstellteil 354 empfangen wird, läuft von dem Aus-Teil 362 der Steuereinheit 356 ein Signal über Leiter auf eine Seite eines synchronisierenden UND-Gatters 364.

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Wenn zu gleicher Zeit ein Signal von dem Aus-Teil 291 der Einatmungssteuereinheit 288 über Leiter 292 ankommt, wird dieses Signal auch durch einen Leiter 366 zu einer Zeitgebereinheit '3 6 7 geführt, welche ein Taktsignal teilweise über Leiter 368 auf eine Seite eines weiteren UND-Gatters 36 9 abgibt. Die Einheit 3 67 leitet einen Teil des eingehenden Signals vom Leiter 366 mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung über Leiter 371 zur anderen Seite des UND-Gatters 36¹+. Wenn daher beide Signale am UND-Gatter 364 anliegen, geht davon ein Impuls über Leiter 37 2 in den Einstell-Teil 37 3 einer Kontrolleinheit 374. Von dem Aus-Teil 375 der Steuereinheit 374 läuft das Signal über Leiter 376 auf die andere Seite des UND-Gatters 369. Dieses erzeugt, bei Erregung beider Eingänge, ein Signal im Leiter 377 und Leiter 378, von dem eine Abzweigleitung 37 9 zum Nachstell-Teil 381 der Steuereinheit 374 läuft. Der Nachstell-Leiter .378 führt einen Handschalter 38 3 zu einer geeigneten Stromquelle 384. Die Synchronisiersteuereinheit 357 bzw. Schalttafel kann durch kurzzeitiges Niederdrücken des Schalters 383 von Hand jederzeit nachgestellt werden.

Das Signal vom Aus-Teil 375 der Steuereinheit 374 wird über Leiter 376 und Leiter 386 (sh. Figuren 8 und 9) zum Begrenzungs- oder Blockierungsteil 3 87 der Einheit 212 für die Zeitgebung der Ausatmung geführt.

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Ein weiterer Leiter 388, der mit dem Leiter 386 verknüpft ist, läuft zu dem Anschluß A 206 (Figur 6). Vom Anschluß A 206 läuft dieses Signal über Leiter 205 zur Steuereinheit 204 für den Tiefatemzusatz, wodurch Schalter 198 von seiner Steuerstellung für normales Atmungsvolumen, wie gezeigt ist, in seine andere Stellung für den Tiefatemzusatz bewegt wird. In dieser Stellung kann das veränderbare und einstellbare Signal für die Tiefatemmenge von der Steuereinheit 202 über Leiter 201 in Leiter 199 gelangen, was zu dem vorstehend beschriebenen Effekt führt.

Es besteht ein Erfordernis dahingehend, daß die Dauer der Ausatmung größer sein muß als die Dauer der Einatmung, nicht nur während des gewöhnlichen Atmens, sondern auch in der Folge eines tiefen Atemzuges. Dem wird dadurch Rechnung getragen, daß dem Teil des Atmungszyklus mit tiefer Einatmung unmittelbar der Teil des Zyklus mit entsprechend verlängerter Ausatmung folgt.

Entsprechend geht vom Leiter 3 86 (Figur 8) ein Leiter 391 ab, der über einen Widerstand 392 mit einem Leiter 3 93 verbunden ist, der wiederum über einen Widerstand 394 mit dem Leiter 292 verbunden ist. Sowohl die Signale von Leiter 292 als auch die von 391 erscheinen daher im Leiter 3 93 und werden zu einem Integrator 396 geführt (Figur 9). Während des Inhalations·

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falles wird das eingehende Signal (regulär oder Tiefatmung) im Integrator 396 mit entsprechender Geschwindigkeit auf einen vergrößerten Integratorwert von hohem Niveau gesteigert. Während der folgenden Ausatmung, nimmt der Integratorwert mit der gleichen Geschwindigkeit auf einen kleinen Wert oder Null ab. Da die Ausatmung langer als die Einatmung, dauert, bewirkt die restliche Ausatmungszeit ein kleines oder Null-Signal vom Integrator 396 zu einer Einheit 397.
Diese Einheit gibt über Leiter 398 nur dann ein Signal, wenn ein niedriges oder kein Signal vom Integrator 396 kommt, d.h. am Ende der Atmung. Ein ODER-Gatter 3 99 empfängt das Signal vom Leiter 3 98 und ein
weiteres Signal direkt vom Leiter 3 91 über Leiter 400, der dem Integrator 3 96 parallel geschaltet ist. Ein
Leiter 401 läuft zum Anschluß F 26 9 (auch in Figur 8) und führt das Signal von dem ODER-Gatter 399 über
Leiter 268 zu einer Seite des UND-Gatters 267. Die
auf den Leitern 26 6 und 26 8 gleichzeitig anliegenden
Signale aktivieren daher die Inhalations- oder Einatmungssteuereinheit 273.

Die Signale in den Leitern 398 und 400 (Figur 9) lauffen durch Leiter 402 und 403, Umformer 404 und 406
und Leiter 407 und 408 in ein UND-Gatter 409. Ein
Leiter 411 ist ebenfalls mit dem UND-Gatter 409 und
der Anschlußklemme G 283 verbunden. Ein Signal von dem Beatmungsgeschwindigkeitszeitgeber 27 8 über die Leiter

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279 und 282 wird über den Anschluß G 283 und den Leiter 411 zu dem UND-Gatter 409 geführt. Wenn keine Signale an dem ODER-Gatter 3 99 anliegen, bewirken die UmformersignaIe in den Leitern 407 und 408 eine Signalabgabe des UND-Gatters 409 über Leiter 412 in den Einstell-Teil 413 einer Warnungseinheit 414, die anspricht, wenn die Ausatmungszeit kürzer als die Einatmungszeit ist. Ein im Einstell-Teil 413 eingehendes Signal bewirkt ein entsprechendes Signal in dem Ausgangs-Teil 416 der Einheit 414. Dieser Teil ist über einen Leiter 417 mit einem Anzeiger oder Warnlicht 418 verbunden.

Von dem Zeitgeber 257 (Fig. 6) zur Aufrechterhaltung der Aufblasung wird ein Signal über Leiter 260 zum Anschluß D 261 gegeben, der ebenfalls in Figur 8 erscheint. Ein Leiter 4 21 läuft vom Anschluß D 261 zu einem ODER-Gatter 422 mit einem Ausgangsleiter 423, der mit dem Begrenzungsteil 424 des Zeitgebers 288 für die Einatmung verbunden ist, so daß nach Erhalt eines Signals am Begrenzungsteil 424 entweder das Signal vom Ausgangs-Teil 291 oder das Signal vom Nicht-Ausgangs-Teil 301 begrenzt wird, so daß jeder Teil des Zyklus für einen Neubeginn des vollständigen Zyklus unterbrochen werden kann, in der Art einer "Fang"-Atmung.

Das ODER-Gatter 4 22 wird ebenfalls von einem Signal beaufschlagt, das auf dem Leiter 426 anliegt, der mit der Quelle 3 84 über den Handschalter 4 27 verbunden ist.

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Ein von Hand erzeugtes Signal kann daher an den Be-. grenzungs- bzw. Beendungsteil 4 2M- der Steuereinheit 28 8 für die Einatmung gegeben werden.

Ein weiteres Signal kann, dem ODER-Gatter 422 über einen Leiter.428 zugeführt werden, der über Leiter mit dem Anschluß L 431 verbunden ist. Dieser ist in Figur 7 gezeigt und-ist über einen Leiter 432 mit dem Schalter 43 3 für maximalen Atemdruck verbunden. Die Luftleitungen 4 34 und 4 36, die mit entgegengesetzten Seiten des Schalters 43 3 verbunden sind, sind einer Drosselöffnung 437 in der Leitung 124 parallel geschaltet, welche in die Atmosphäre abbläst. Nach Erreichen des maximal gewünschten Einatmungsdruckeε wird' daher Schalter 433 wirksam und sendet ein Signal über Leitung 43 2, den Anschluß L 4 31 und den Leiter 4 29, sowie den Leiter 428 zu dem ODER-Gatter 4 22, wodurch der Begrenzungs- oder Beendungsteil 4 24 der Steuereinheit 288 aktiviert wird.

Der Empfang des Signals für maximalen Druck am Anschluß L 431 (Figur 9) ergibt ein Signal im Leiter 4 29 und der anderen Verzweigung des Leiters 428, so daß der Einstell-Teil 438 einer Warneinrichtung 4 39 für maximalen Atemdruck aktiviert wird. Das Signal am Einstell-Teil 4 38 erzeugt ein entsprechendes Signal in dem Aus-Teil 441 der Einheit 439, wodurch über Leiter 442 ein Alarmlicht 443 aufleuchtet.

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Wie in Figur 8 (Mitte oben) gezeigt ist, ist Leiter 286 mit'einem abgezweigten Leiter 444 verbunden, der zu einem ODER-Gatter 445 läuft mit einer Ausgangsleitung 446, die sich zum Begrenzungs- oder Beendungsteil 447 der Kontrolleinheit 304 für die Ausatmung erstreckt. Ein Signal aus der Einatmungseinheit 27 3 über Leiter 286 und Leiter 444 bewirkt daher ein Signal über Leiter 446 an dem Begrenzungsteil 447, wodurch das Ausatmungssignal beendet wird.

Das ODER-Gatter 445 hat auch einen Eingang über Leiter 448, der zu einer Stromquelle und einem Handschalter 449 führt, so daß der Beendungs- oder Begrenzungsteil 447 durch das ODER-Gatter 445 von Hand erregt werden kann. Zusätzlich kann das ODER-Gatter 445 ein Signal über Leiter 451 (Figur 8) von dem Aus-Teil 45 2 der Kontrolleinheit 453 für die Patientenbedienung empfangen. Wie teilweise in Figur 7 gezeigt ist, ist der Luftweg 154 über eine Leitung 454 mit einem Patientenbedienungsknopf 45 6 verbunden, der auf Druck anspricht. Der Schalter löst ein Signal aus, wenn der Patient durch Einatmung den Druck im Luftweg erniedrigt und damit auch am Schalter 456. Bei Eintritt dieser Bedingung wird ein Signal durch einen Leiter 457 zu einem Anschluß M 458 geleitet, der ebenfalls in Figur 8 gezeigt ist.

Ein Signal am Anschluß 458 wird über einen Leiter 459, einen Kontrollschalter 461 und eine Steuerung 46 2 mit

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veränderbarem Potential weitergeleitet. Wenn das Signal von. dem Patientenbedienungsschalter 456 (Figur 7) eine entsprechend lange Zeit aufrechterhalten wird, dann wirkt der Impuls über einen Leiter 463 auf den Startteil 464 einer Steuereinheit 453 ein.

Wenn der Befehl des Patienten lang genug andauert, was über die Zeit reguliert werden kann, die benötigt wird, um den Kondensator 46 5 über den Widerstand 46 2 aufzuladen, entsteht ein Impuls, dessen Zeitdauer vom Zeitgeber 466 bestimmt ist, und der von dem Aus-Teil 45 über Leiter 451 abfließt. Wie zuvor läuft das Signal durch das ODER-Gatter 445 und mittels des Leiters wird der Beendungs- oder Begrenzungsteil 447 der Steuereinheit 304 für die Ausatmung betätigt. Nach Aufbringung eines ausreichenden Befehls für eine ausreichend lange Zeit kann der Patient die Einatmung einleiten durch Hervorrufen eines Signals von dem Aus-Teil 291 über den Leiter 292 und den Anschluß 293 H, um das Einatmungsventil 106 zu betätigen, wodurch Luft über das Ventil 94 und den Regulator 114 zum Luftweg 154 und damit zum Patienten strömt.

Ein Signal von dem ODER-Gatter 445 wirkt, wie es auch immer erzeugt, wurde, nicht nur auf den Beendungsteil 447 der Steuereinheit 304 für die Ausatmung ein, sondern wird auch über Leiter 471 zur Steuereinheit 274 für die Atmungsgeschwindigkeit geführt und wirkt dort auf' den Impulsteil bzw. Nachste'll-Teil 47 2 ein. Das Signal

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stellt den Zeitgeber 274 nach und startet damit einen neuen Zyklus. Der Leiter 471 (Fig. 9) schickt in ähnlicher Weise ein Signal zum Nachstell-Teil 473 einer Steuereinheit 474 für die Überwachung des zyklischen Betriebs. Dieser Mechanismus beinhaltet einen Zeitgeber

476 mit einer eingestellten Zeitspanne, z.B. 15 Sekunden. Im Falle, daß ein Signal vom Zeitgeber 476 ohne ein vorhergehendes nachstellendes Signal vom ODER-Gatter 445 auftritt, wird ein Signal vom Aus-Teil

477 der Steuereinheit 474 abgegeben. Ober einen Leiter 478 läuft dieses Signal zum Einstell-Teil 47 9 einer Warneinrichtung 481 für die Zyklusüberwachung. Diese schickt ein Signal von ihrem Aus-Teil 482 über einen Leiter 483 zu einer Signallampe 484, wodurch der Bedienungsperson angezeigt wird, daß die Maschine nicht in der vorgegebenen Zykluszeit arbeitet.

Mit dem Leiter 471 (Figur 9) ist ebenfalls ein Leiter 486 verbunden, der mit der Warneinrichtung 487 verbunden ist, die auf den Enddruck der Ausatmung anspricht und die eine Zeitgebereinheit 488 enthält. Diese wird beispielsweise auf ein Zeitintervall von 0,03 Sekunden eingestellt. Die Steuereinheit 487 hat einen Aus-Teil 489, der über einen Leiter 4 91 mit einem UND-Gatter 492 verbunden ist. Das zweite an dem UND-Gatter an liegende Signal wird über einen Leiter 493, der mit dem Anschluß N 494 (Figur 7) verbunden ist, geliefert. 'Dieser Anschluß N 494 ist über einen Leiter 496 mit dem auf

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Druck ansprechenden Schalter 4 97 verbunden. Dieser hat auf·einer Seite eine Leitung 498, die mit dem Luftweg 15 4 verbunden ist und auf der anderen Seite eine Leitung 499, die mit Leitung 171 verbunden ist. Wenn im Schalter- 497 ein Differenzdruck auftritt, der größer als ein vorgegebener Wert, wie z.B. 5 cm Wassersäule, auftritt, gibt der Schalter ein Signal über Leiter 496 zum Anschluß N 494 ab und von diesem Anschluß über Leiter 493 zum UND-Gatter 492. Die kombinierten Signale bewirken so die Abgabe eines Signal in Leiter 501, der zum Einstell-Teil 502 einer Warneinrichtung

503 für den Endausatmungsdruck führt. Der Aus-Teil

504 der Warneinrichtung 503 ist über Leiter 506 mit einem Alarmlicht 507 verbunden. Auf diese Weise wird bei nicht ordnungsgemäßem Druck am Ende der Ausatmung eine Warnung durch Aufleuchten der Lampe 5 07 gegeben .

Wie in Figur 6 gezeigt ist (Mitte links), ist der Relaisschalter 217 geschlossen, wenn der Sauerstoffdruck zu niedrig ist und ein Signal über Leitung 219 zum Anschluß B 222 abgegeben. Der gleiche Anschluß B 222 erscheint in Figur 9. Wenn an diesem Anschluß ein Signal anliegt, wird das Signal über Leiter 508 in den Einstell-Teil 509 einer Warneinrichtung 511 mit einem Aus-Teil 512 geleitet. Ein Signal in diesem Teil wird über Leiter 513 zur Warnlampe 514 geführt, so daß, sobald der Druckschalter 227 (Figur 6) auf einen zu

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niedrigen Sauerstoffdruck anspricht die Lampe 514 aufleuchtet.

Es ist noch eine weitere Warnvorrichtung vorgesehen. Von der Niederspannungsquelle (5 V) führt ein Leiter 516 (Mitte Figur 9) über einen normalerweise geschlossenen Schalter 517 und über einen Handschalter 518 zu einem Leiter 519. Der Schalter 517 wird durch eine entsprechend aktivierte Spule 5 21 geöffnet, die von einer normalen Stromquelle beliefert wird. Solange normaler Strom erhältlich ist, wird der Schalter 517 offen gehalten, wenn jedoch die Stromversorgung ausfällt, schließt Schalter 517, wenn sich dies ereignet, wird der Leiter 519 mit Energie beliefert und gibt ein Signal auf den Einstell-Teil 5 22 einer Warneinrichtung 5 23 zur Anzeige der Stromunterbrechung. Ein Aus-Teil 5 24 der Einrichtung gibt ein Signal über Leiter 5 25 an ein Warnlicht 5 26 ab. Wenn daher die normale Elektrizität ausfällt, wird Lämpchen 5 26 von der lokalen 5 V-Spannungsquelle erleuchtet.

Zusätzlich zu den visuellen Alarmeinrichtungen ist eine hörbare Alarmglocke 5 27 (Figur 9 unten rechts) vorgesehen. Alle Leiter zu den individuellen optischen Warneinrichtungen, wie 342, 506, 442, 513, 525, 483 und 417 sind über eine entsprechende Anzahl von Kondensatoren 528 mit einem Leiter 5 29 verbunden, der wiederum mit dem Einstell-Teil 5 31 einer hörbaren Warnvorrichtung 5 32 verbunden ist. Ein Signal in dem Ein-

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stell-Teil 531 erzeugt ein entsprechendes Signal in dem Aus-Teil 533 und beliefert einen Leiter 5 34 mit Strom, wodurch eine Alarmglocke 5 27 ertönt, wenn immer eines der visuellen Signale wirksam ist. Wegen der üblichen Umgebung dieser Art von Geräten, ist es höchst wünschenswert, den hörbaren Alarm abzuschalten, ohne notwendigerweise auch die Warnvorrichtungen stillzulegen. Aus diesem Grund führt ein Leiter 5 36 von- der lokalen Niederspannungsquelle über einen Handschalter 537, z.B. einen Druckknopf, zu einem Nächsten-Teil 538 der Einrichtung 5 32. Wenn ein Handsignal in dem Nachstell-Teil 5'38 ankommt, wird das Signal in dem Aus-Teil 5 33 gelöscht und die hörbare Warneinrichtung 527 endet. Es ist ebenso vorteilhaft, einfache Mittel zum Abstellen aller der Warneinrichtungen vorzusehen. Bei Schließen eines Handschalters 541 oder Druckknopfes erscheint ein Signal im Leiter 53 9 der zu der lokalen Niederspannungsquelle führt und versorgt den gemeinsamen Leiter 54 mit Energie. Dieser ist über eine Diode 543 mit dem Leiter 5 36 verbunden, der zum Nachstell-Teil 538 führt. Der Leiter ist ebenfalls über individuelle Leiter, wie 544 mit dem Nachstell-Teil 5 38 und den Nachstell-Teilen 546 jeder der Warneinrichtungen 339, 503, 439, 511, 5 23, 481 und 414 verbunden. Durch kurzzeitiges Schliessen des Schalters 5 41 können daher sämtliche Warnsignale ausgelöscht werden.

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Das Beatmungsgerät nach der Erfindung kann in unterschiedlicher Weise verkörpert werden. Gegenwärtig wird eine Ausführungsform bevorzugt, die nachstehend beschrieben werden soll und in den Figuren j.0 - 12B dargestellt ist. Zum Zwecke der Unterscheidung und Klarheit sind alle Bezugsziffern in den Figuren 10 12B mit (') versehen. Mit wenigen Ausnahmen entsprechen die Bezugszeichen jedoch denjenigen der Figuren 1-9, auf die im Hinblick auf nicht wiederholte Einzelheiten Bezug genommen werden kann.

In dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein elektrischer Motor 6' vorgesehen, der mit einer geeigneten Wechselstromquelle über einen Schaltkreis 7' verbunden ist, der einen Hauptschalter 8' beinhaltet, der durch eine Spulenwicklung 9' geöffnet und geschlossen werden kann, die von einer getrennten Stelle aus gesteuert wird. Vorzugsweise wird der Motor in den meisten Anwendungsfällen mit Wechselstrom von 117 V betrieben, es kann jedoch ebenso ein getrennter Motorantrieb und ein getrennter Startmechanismus vorgesehen sein, die von einer 12 V-Gleichstrombatterie betrieben werden, im Falle das Beatmungsgerät soll ambulant verwendet werden. Wenn eine Batteriequelle verwendet wird, wird Schalter 8' durch eine geeignete Aktivierung der Spule 9' geöffnet.

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Im Betrieb treibt der Motor 6' über eine Welle 11' einen Kompressor 12', der über'einen Filter 14' mit atmosphärischer Luft beliefert wird und über einen Auslaß 17' und einen Schalldämpfer 18' in die Versorgungsleitung 19' liefert. Von der Leitung 1'9' führt eine Zweigleitung 21' über ein Zuluftdruckregulator 22' zu einem geeigneten Abblasventil 23'. Druckluft, die alternativ von einer batteriebetriebenen Einheit geliefert werden kann, wird über Leitung 27' in Leitung 19'· eingespeist. Die Luft fließt darauf in eine Speicherkammer 36', die so ausgebildet ist, daß sie als Reservoir wirkt und unter Luftdruck auf einer Seite einer verschiebbaren Grenzmembran und in Übereinstimmung mit Federdruck auf der anderen Seite der Membran ausdehnbar und züsammenziehbar ist. Luft aus dem Reservoir 36' kann in eine Leitung 56' fließen und über ein Luftventil 57' mit einer Bedienungseinrichtung 58' in Leitung 59', die in eine veränderbare Kammer 61' einmündet, die ebenfalls unter Federdruck steht und eine Membran 71' aufweist, auf deren Stellung ein Übertrager (transducer) 75' anspricht, so daß die Stellung der Membran 71' sich in einem elektrischen Wechsel im Schaltkreis des Übertragers 75' wiederspiegelt.

Luft aus Kammer 61' kann über Leitung 91' zu einem Inhalations- oder Atemgeschwindigkeitsventil 99' gelangen, Um sicher zu gehen^ daß immer ein Vorrat von Luft vor-

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handen ist, der in Leitung 91' einströmt, sogar wenn die Volumensteuerung und ihre Verbindungen ausgefallen sein sollten, ist eine atmosphärische Leitung 92' vorgesehen, die mit Leitung 91' kommuniziert und mit einem Absperrventil 93' versehen ist. Normalerweise ist Ventil 93' unter dem üblichen Oberdruck in Leitung 91' geschlossen, kann sich jedoch öffnen und den Zutritt atmosphärischer Luft zur Leitung 91' ermöglichen, wenn der Druck in der Leitung 91' niedrig ist. Die Leitung 91' trifft im Ventil 99' auf einen Ventilteller 94"', der über eine Stange 96' mit einer Membran 97' verbunden ist, welche die Kammer 101' zum Teil begrenzt. Ein Betätigungsventil 106' zur Steuerung der Einatmung mit einem Betätigungsglied 107' ist mit einem Ende über Leitung 108' mit der stromabwärtsgeIegenen Seite des Ventiltellers bzw. -kegeis 94' verbunden und ist über Leitung 109' ebenfalls mit der Kammer 101' verbunden.

Eine weitere Kammer 112' ist mit der Kammer auf der stromabgelegenen Seite des Ventilkörpers 94' verbunden. Der Eingang der weiteren Kammer 112' wird von einem einstellbaren Ventilkegel 114' gesteuert. Die Kammer 112' steht mit der unteren Seite der Membran 97' über eine Leitung 122' in Verbindung und ist ebenfalls in Verbindung mit Leitung 123' , die mit dem Joch 153' in Verbindung steht, das wiederum mit der Luftwegröhre 154' verbunden ist_t die sich zu der Einatmungsvorrichtung des Patienten erstreckt.

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Ein Zerstäuber 120' kann von der Leitung 123' mit Luft beliefert werden, oder kann· getrennt von einem Kompressor 124'mit Luft beliefert werden, der mit einem Druckentspannungsventil-126' verbunden ist. Die Luftlieferung zu dem Zerstäuber von dem Kompressor oder aus der Leitung 12 3' wird von einem Ventil 127' überwacht, das mit der Leitung 123' verbunden ist und ein Betätigungsglied 128' in einer elektrischen Leitung 129' aufweist, die von einem Schalter 131' gesteuert wird, der elektrisch- verbunden ist und später beschrieben werden wird. Der Zerstäuber kann daher von dem Kompressor vollkommen getrennt und unterschiedlich mit Luft versorgt werden, unabhängig von der Luft oder der Luft-Sauerstoff-Mischung, die direkt zum Patienten über Leitung 123' geliefert wird. Auf diese Weise kann die Betätigung oder Nichtbetätigung des Zerstäubers vorgenommen werden, ohne die Arbeit des Restes des Beatmungsgeräts zu beeinflussen. Das Joch 15 3' und der Luftweg 154' weisen eine Ausatmungsverzweigung 156' auf, die über ein Ausatmungsventil 157', das mit Luft ausgedehnt werden kann, und über eine Abblasöffnung 158' in die Atmosphäre führt.

Die Luft für die Betätigung des Ausatmungsventils 157' wird aus dem Reservoir 36' über Leitung 56' und Leitung 104'_}durch, eine Luftleitung 167' mit Abzweigung 168', die zu einem Ventil 169', das für einen positiven Druck am Ende der Ausatmung sorgt, und mit einem

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-I₊₂-

Handregulator 17 3' versehen ist, abgeleitet. Das Ventil 169' ist über eine Leitung 171' mit einem Ventil 179' zur Ausatmungssteuerung verbunden, das ein elektrisches Betätigungsglied 181' aufweist. Die Leitung 171' hat eine Abzweigung 174', die zu einer Abblasdrossel 176' und über Leitung 177' ins Freie führt.

Es sind insbesondere Mittel dafür vorgesehen, die Atmungsgeschwindigkeit während des Atmungszyklus zu variieren und insbesondere eine Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit bei Fortdauer des Atmungszyklus zu bewirken. Die Luftleitung 167' führt zu einem Kegelventil 144' mit einer durchlochten Platte 145' und einem Ventil 146', das von einer biegsamen Membran 147' gesteuert wird, gegen die eine Feder 14 8' drückt. Ein Handknopf 14 9' steuert den Federdruck und konsequenterweise die Strömung durch die gelochte Platte 145' in die Leitung 151', die wiederum von einem Ventil 16 2' mit einem Betätigungsglied 163' gesteuert wird. Wenn das Ventil 162' offen ist, fließt Luft durch Leitung 151' in einen Betätiger 164' mit einer Membran 155', die mit einer Stange 159' versehen ist, die so ausgestattet ist, daß sie das Ventil 94' durch Pressen auf dessen Stange 96' bewegen kann. Eine Feder 160' wirkt dem Luftdruck auf der entgegengesetzten Seite der Membran 15 5' entgegen. Diese Druckluft wird normalerweise über den Düsenkörper 161' abgeblasen.

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Wenn daher das Ventil 16 2' geöffnet wird, wirkt ein graduell anwachsender Druck auf die Membran"155' ein, so daß die Stange 159' dazu tendiert das Ventil 94' langsam zu schließen. Dadurch wird ein entsprechendes Absinken der Atmungsströmungsgeschwindigkeit während jedes Zyklus erreicht. Die Menge der Abnahme oder des Absinkens hängt von der Handeinstellung des Ventils 144' ab und ist gewöhnlich auf einen Wert zwischen Null und 90% des vollen Schließweges des Ventils 94 ' eingestellt.

Zusätzlich zur Lieferung atmosphärischer Luft ist Vorsorge dafür getroffen j Sauerstoff in unterschiedlichen Anteilen der atmosphärischen Luft beizumischen. Sauerstoff von einer außenliegenden Lieferquelle 83' wird durch Leitung 84' und durch einen Druckregulator 86' in Leitung 87' eingeführt, die von einem Sauerstoffstromventil 88' mit einem elektrischen Betätigungsglied 89' gesteuert wird. Der Ausgang des Sauerstoffventils über Leitung 90' ist mit der Leitung 59' verbunden.

Um die verschiedenen beschriebenen Instrumente zu steuern, wird der Volumen- oder Stellungsübertrager (transducer) 75', der die axiale Stellung der Membran 71' und damit das Volumen der Kammer 61' in ein entsprechendes elektrisches Signal wandelt mit dem Äusgangssignal eines Oszillators 188' beaufschlagt, der von einer geeigneten Spannungsquelle über Leiter 186'

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und 187'. gespeist wird, wobei der Ausgang des Oszillators über Leiter 189' zum Übertrager 75' geführt wird. Dieser wiederum liefert ein Ausgangssignal über Leiter 191' in einen Demodulator 192', der über Leiter 193' auf einen Luftvolumendetektor 194' einwirkt .

Der Detektor 194' spricht ebenfalls auf ein Signal von der Steuereinheit 196' für das Atemvolumen an, die eine veränderliche Ausgangsgröße 197' liefert und über einen Schalter 198' und Leiter 199' mit dem Detektor 194' verbunden ist. Durch Schalter 198' und einen Leiter 201' kann ebenfalls die variable Steuergröße 202' der Steuereinheit 203' für den Tiefatemzusatz geschaltet werden. Der Schalter 198' ist so angeordnet, daß jede der Steuerungen mittels der Betätigung des Schalters 204' für das Tiefatemvolumen, der über Leiter 205' mit dem später beschriebenen Anschluß A 206' verbunden ist, angeschaltet werden kann.

Parallel zum Luftvolumendetektor 194' ist ein Sauerstoffvolumendetektor 207' vorgesehen, der auf Signale von Leitung 208' anspricht, die von einer Steuereinheit 209' mit variablen Ausgangssignalen 211' für das Verhältnis Sauerstoff zu Luft stammen, wobei die Steuereinheit über einen Leiter 213' mit einem Schalter 214' verbunden ist, der über einen Leiter 216' mit der Erde in Verbindung steht. Parallel zum Schalter 214' ist ein Schal-

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ter 217' vorgesehen, der mit einer Spannungsquelle über Leiter 218' verbunden ist und weiterhin durch einen Leiter 219' und einen Schalter 221' mit einem Warnanschluß für Sauerstoff B 222', der später beschrieben werden vird. Die Schalter 214' und 217' sind vorzugsweise mit einem Kopplungsglied 223' verbunden, das auf eine aktivierte Spule 224' anspricht, die ihr Signal über Leitung 226' von dem Sauerstoffdruckschalter 227' erhält, der mit der Lieferleitung 84' verbunden ist. Sollte der Sauerstoffdruck infolge Erschöpfung des Vorrats absinken, findet eine automatische Umschaltung auf normale Luft durch die Betätigung'des Schalters· 214' durch die Spule statt und gleichzeitig wird durch die Betätigung des Schalters 217' eine Warnung gegeben. Ebenfalls für die Steuerung des Sauerstoffs ist in der Leitung 213' ein Handschalter 228' vorgesehen, welcher der veränderbaren Steuergröße 211' parallel geschaltet ist, um eine Zuleitung von 100% reinem Sauerstoff zu ermöglichen.

Der Luftvolumendetektor 194' ist über einen Leiter 231' mit einem UND-Gatter 232' verbunden. Ebenfalls mit dem UND-Gatter 232' verbunden ist der Leiter 233', auf dem ein Signal vom Anschluß C 234' liegt, wie später beschrieben wird. Wenn das UND-Gatter 23 2' auf geeignete Weise mit einem Paar von Signalen beliefert wird, geht die Ausgangsgröße über einen Leiter 236^J zu einem ausschließlichen ODER-Gatter 237', das über einen Leiter 2 38' und einen Verstärker 2 39'

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auf das Bedienungsglied 58' einwirkt, so daß das Luftventil 57' entsprechend geöffnet und geschlossen wird.

Ganz ähnlich ist der Sauerstoffvolumendetektor 207' mit dem UND-Gatter 24 2' über einen Leiter 243' verbunden. Das UND-Gatter ist auf ähnliche Weise mit einem Signal über Leiter 244' vom Anschluß C 234' gespeist. Wenn beide Signale am UND-Gatter 24 2' vorliegen, läuft das entsprechende Ausgangssignal über Leiter 247' zu dem ausschließlichen ODEP-Gatter 237' und in gleicher Weise zum Verstärker 248', der das Betätigungsglied 89' des Sauerstoffventils 88' beaufschlagt. Das Sauerstoffventil wird daher in Übereinstimmung mit den empfangenen Signalen geöffnet und geschlossen.

Ebenfalls parallel mit den Detektoren 194' und 207' ist ein Leerkammerdetektor 251', der ein Signal von einem veränderbarem Steuerglied 25 2' auf einem Widerstand 253' bekommt, wie auch eines aus Leitung 193'. Der Detektor 251' ist über Leiter 25 5' mit einem Signalanschluß 0 256' verbunden, der später beschrieben wird und ebenso mit dem Zeitgeber 257' zum Aufrechterhalten der Aufblasung, der wiederum mit einem Signalanschluß D 261' verbunden ist, der später beschrieben wird.

Beim Arbeiten der Anordnung, wenn Kammer 61' voll ist und ein entsprechendes Signal im Leiter 231' erscheint,

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wird dieses Signal ebenfalls durch Leiter 262'zum Anschluß E 263' übermittelt (Figuren HA und 12A) und weiterhin durch Leiter 266' (Figur 12A) an ein UND-Gatter 267' angelegt. Das zweite das Gatter 267' aktivierende Signal wird über Leiter 268' vom Anschluß F 26 9' (Figuren 12A und 12B) abgeleitet, der später beschrieben wird. Nachdem die geeigneten Signale am UND-Gatter 267' anliegen, wird ein Einatmungs-Gatter 273' aktiviert und wird schließlich von einem Atemgeschwindigkeitszeitgeber 274' betätigt, der eine variable Steuereinheit 276' aufweist und über Leiter 27 9' auf den Auslöser des Inhalationsbzw. Einatmungs-Gatters 273' einwirkt. Der Leiter 27 9' hat noch eine Abzweigung 282', die zum Anschluß G 283' führt, die auch in Figur 12B gezeigt ist, um eine Warnung auszulösen, die später beschrieben wird.

Wenn ein Impuls von dem Inhalations-Gatter 27 3' kommt, wird dieser über Leitung 286' zu einer Inhalationssteuereinheit 288' weitergeleitet, die eine Steuereinheit 289' für eine Zeitgrenze aufweist und die bei entsprechender Aktivierung ein Signal über Leiter 292' an den Anschluß H 29 3' (Figuren 12A und 12B) liefert, der später beschrieben wird. In Figur HB führt der Anschluß H 29 3' über einen Verstärker 296' zu einem Betätigungsventil 106' bzw. dessen Betätigungsglied 107'. Genauer betrachtet führt eine Zweigleitung 298' zum Betätigungsglied 163' von

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Ventil 162', das das Auftreten des Absinkens der Atmungsströmungsgeschwindigkeit steuert, wie vorher beschrieben wurde. Vom Leiter 297' führt eine weitere Verzweigung 299' über einen Schalter 131' zu einem Betätigungsglied 128' des Befeuchterventils 127', wie vorher beschrieben wurde.

Ein weiteres Ausgangssignal der Inhalationssteuereinheit 288' (Figur 12A) läuft über Leiter 302' zu einer Steuereinheit 304' für die Ausatmung mit einem Zeitbegrenzer 306'. Das Ausgangssignal der Steuereinheit 304' wird über Leiter 308' (Figuren 12A und 12B) zum Anschluß C 234' geführt (Figuren 12B und HA), so daß das Ausatmungssignal an den beiden UND-Gattern 2 32' und 24 2' anliegt, wie vorher beschrieben wurde.

Der Leiter 308' (Figur 12B) hat eine Zweigleitung 316', die zum Anschluß J 317' (Figuren 12B und HB) führt und ist daher über den Verstärker 319' und Leiter 321' mit dem Bedienungsglied 181' des Steuerventils 17 9' der Ausatmung verbunden, wie vorher festgestellt wurde. Der Leiter 308' (Figur 12B) setzt sich bis in eine der Warnvorrichtungen fort, in diesem Fall eine Warnvorrichtung 324' für eine Luftwegunterbrechung bestimmter Zeitdauer. Diese Warnungseinheit beinhaltet einen Zeitgeber 326', der gewöhnlich auf

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ca. eine zehntel Sekunde eingestellt ist und der über Leiter 3 28' mit einem UND-Gatter 329' verbunden ist, dessen anderes Signal von dem Anschluß K 332' (Figuren 12B und 11B) stammt. Dieses Signal kommt von der Sammelverbindung 436', die später in Verbindung mit den verschiedenen Warnungsanordnungen beschrieben werden wird, über Verstärker 337' mit veränderbarer Steuerung 336'. Wenn das UND-Gatter 329' erregt ist, wird ein Signal an die Steuertafel 339' gesandt, und bewirkt das Aufleuchten eines Warnlichtes 343'.

Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um von Zeit zu Zeit einen tiefen Atemzug.zu ermöglichen. Von einer geeigneten Spannungsquelle wird über Leiter 351' unter Steuerung eines Handschalters 352' und über einen weiteren Leiter 353' eine Steuereinheit 356' in einem logischen Synchronisierelement 35 7' mit Energie versorgt. Ein Zeitgeber 358' für die Tiefatmung mit veränderbarer Steuerung 35 9' ist über Leiter 361' mit Leiter 353' verbunden, so daß entweder von Hand oder zu bestimmten festgesetzten Zeiten die Synchronisierlogik mit Energie versorgt wird. Das Ausgangssignal der Steuereinheit 356' wird zu einem sychronisierenden UND-Gatter 364' geführt und über einen Leiter 37 2' zu einer weiteren Steuereinheit 374', deren Ausgangssignal auf eine Seite eines UND-Gatters 369' aufgegeben wird, dessen andere Seite mit einem Signal-

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dividierer 367' verknüpft ist, der ebenfalls durch Leiter 371^f ein Signal zum UND-Gatter 364' liefert." Der Signaldividierer 367' erhält seine Impulse über Leiter 366', der mit Leiter 29 2' verbunden ist. Wenn daher UND-Gatter 369' aktiviert ist, läuft sein Ausgangssignal über Leiter 377' zu einem Generator 378' für vielfache Tiefatmung, mit einem Schalter 379', der jede ausgewählte Anzahl einer Gruppe 380' von Widerständen in Reihe schaltet.

Der Ausgangsimpuls des Generators 378' für die Tiefatmung läuft über Leitung 3 81' auf den Nachstell-Mechanismus sowohl der Steuereinheit 356' als auch der Steuereinheit 374'.

Dadurch entsteht konsequenterweise wie eingestellt und ausgewählt.ein Ausgangssignal von der synchronisierenden Logikschaltung 357' im Leiter 386', der direkt zum Anschluß A 3 06' in Figur 12A und in Figur HA für das Tiefatemvolumen führt. Dieser bewirkt eine Steuerung der Arbeitsweise des Schalters 198' zwischen der Atemvolumensteuerung 196' und der Steuerung 203' für den Tiefatemzusatz.

Verbunden mit dem Leiter 386' (Figur 12A) ist ein Leiter 391', der zu einem Widerstand 392' läuft, der parallel zu einem Widerstand 394' angeordnet ist, der wiederum mit dem Leiter 292' verbunden ist. Die Widerstände sind durch Leiter 395' mit einem Integra-

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tor 3 96' (Figur 12B) verbunden. Das Ausgangssignal des Integrators geht auf die eine Seite eines Verstärkers 397', der mit einem ODER-Gatter 399' verbunden ist, das zu einem Anschluß F 26 9 ^! führt (Figur 12B und 12A), der wiederum auf das Inhalations-Gatter 273' einwirkt.

Das ODER-Gatter 399.' ist über die Leiter 400' und 391' mit der Synchronisierlogik 357' für den Tiefatemmechanismus verbunden.

Der Verstärker 3 97' und Leiter 400' sind jeweils über Umwandler 404' und 406' mit einem UND-Gatter 409' verbunden, das ein weiteres Signal über Leiter 411' vom Anschluß G 283' erhält (Figuren 12B und 12A), so daß das Steuersignal für die Atemgeschwindigkeit am Gatter 409' anfällt und über Leitung 412' zu einer Warnvorrichtung 414' geführt wird, die anspricht, wenn die Einatmungsmenge die Ausatmungsmenge übersteigt und die über einen Leiter 417' ein Licht 418' als Warnung aufleuchten läßt.

Der Zeitgeber 25 7' zum Aufrechterhalten der Aufblasung (Figur HA) liefert ein Signal an den Anschluß D 261' (Figuren HA und 12A), wovon das Signal über Leiter 421' zu einem ODER-Gatter 422' geleitet wird, dessen Ausgangssignal über Leiter 423' an eine Steuereinheit 288' für die Einatmung geführt wird, um dessen Ausgang zu begrenzen.

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Wie in Figur HA gezeigt ist, liefert der Leerkammerdetektor 251' ein Signal an den Anschluß 0 256', ähnlich wie in Figur 12B, so daß das Signal dann über Leiter 4 24' an eine Steuereinheit 425' geleitet wird, mit einer Ausgangsgröße, die über Leiter 426' auf die andere Seite des ODER-Gatters 4 2?' (Figur 12A) geleitet wird. Leitung 4 26' hat einen Abzweig 427 \, der zum Anschluß P 428' führt (Figuren HB und 12B), der über einen Leiter 4 29' (Figur HB) mit dem Betätigungsglied 430' eines Abblasventilp 4 31' verbunden ist, welches die Leitung 91' mit der Atmosphäre verbindet und so den Druck in Kammer 61' augenblicklich auf Atmosphärendruck absenkt.

Die Einstellfunktion der Steuereinheit 425' (Figur 12B), welche das Betätigungsglied für das Abblasventil und den maximalen Atmungsdruck steuert, wird schlieP-lich vom Luftweg 154' über einen Luftwegdrucküber+rager (transducer) 432' gesteuert, der nicht nur mit dem Luftweg 154' verbunden ist, sondern ebenso mit dem Ausgang des Ventils 1F9¹ für einen positiven Enddruck beim Ausatmen über eine Druckleitung 433'. Die elektrische Ausgangsgröße des Übertragers 432' wird über Leitung 434' und durch einen Verstärker 435' in Sammelleitung 4 36' geführt. Dieser Leiter führt zu einem Verstärker 4 37', der von einem veränderbaren Eingang 438' gesteuert wird und über Leiter 439' ein Ausgangssignal an den Anschluß L 440' liefert (Figuren HB und 12B). Dieser ist über einen Leiter 441'

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(Figur.12B) mit dem Einstell-Teil der Steuereinheit 4 25' verbunden und ebenso mit einer Warnvorrichtung 442', die das Aufleuchten eines Lichts 443' bewirkt, wodurch angezeigt wird, daß der maximale Atmungsdruck überschritten wurde.

Mit der Sammelleitung 436' (Figur HB) ist ebenfalls ein Detektor 444' verbunden für eine Patientenbedienung mit einem steuerbaren Eingang 446' und einer Ausgangs leitung 447', die zu einem Anschluß M 458' führt (Figuren HB und 12A). Ein Leiter 459' mit einem Schalter 461' führt vom Anschluß M 458' zu einem ODER-Gatter 460', das ein zweites Signal vom

Leiter 286' von dem Inhalations-Gatter 273' erhält.Zusätzlich erhält das ODER-Gatter 460' ein Signal von einer Spannungsquelle über Leiter 463' , der von einem von Hand zu betätigenden Inhalationsschalter 464' gesteuert wird.

Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 460' geht in die Nachstell-Leitung 471' (Figur 12A), die sich zum Nachstell-Teil der Steuereinheit 274' für die Atmungsgeschwindigkeit, zum Begrenzungsteil der Steuereinheit 304' für die Ausatmung und zum Nachstell-Teil 473' (Figur 12B) einer Kontrolleinheit 474' für Zyklusfehler erstreckt. Letztere Steuereinheit hat einen Zeitgeber 476', der üblicherweise auf ca. 15 Sekunden' eingestellt ist, so daß im·Fall, daß der Mechanismus

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nicht ordnungsgemäß funktioniert während dieser Zeit ein Signal auf der Leitung 478' abgegeben wird, die zu einer Warnvorrichtung 47 9' führt, welche das Aufleuchten eines Anzeigelichtes 484' bewirkt.

Zusätzlich, wie »in Figur 12B gezeigt ist, wird das Signal im Leiter 471' über einen Leiter 486' zu einer Warnvorrichtung 487' geführt, mit einem Zeitgeber 488', der üblicherweise auf ca. eine Dreihundertstelsekunde eingestellt ist. Das Ausgangssignal der Warneinrichtung geht zu einem UND-Gatter 492', das eine Warneinrichtung für das Ende des Ausatmungsdrucks betätigt, jedoch nur wirksam wird, wenn ein Signal für den Ausatmungsenddruck vom Anschluß N 4 94' (Figuren 12B und HB) anliegt. Das Signal stammt aus der Sammelleitung 436' über einen Verstärker 495' mit einer veränderbaren Steuerung 4 96.' Wenn das UND-Gatter 492' (Figur 12B) wirksam wird, betätigt es eine Alarmvorrichtung 503', die wiederum ein Warnlicht 507' aufleuchten läßt.

Eine zusätzliche Alarmvorrichtung ist vom Anschluß B 222' (Figuren 12B und HA) vorgesehen, die einen niedrigen Sauerstoffdruck signalisiert. Das am Anschluß 222' anliegende Signal wird über einen Leiter 508' in eine Warnschaltung 511' geleitet und bewirkt das Aufleuchten eines Signallichts 514'

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Es ist eine weitere Warnung vorgesehen im Falle, daß die Hauptspannungsquelle von 117 V ausfallen sollte. Von einer Niederspannungsquelle wird über einen Leiter 516' (Figur 12B) ein Kontrollschalter 517' mit Energie versorgt,, der auf eine Spule 521' anspricht, die in die Hauptstromleitung eingeschalte^: ist und normalerweise den Schalter 517' offen hält. Wenn der Hauptstrom auffällt, schließt Schalter 517' und bewirkt über einen von Hand zu betätigenden Trennschalter 518' eine Belieferung des Leiters 519' mit Energie, der wiederum eine Alarmvorrichtung 5 23' speist, die ein geeignetes Signallicht 5 26' aufleuchten läßt.

Sämtliche der verschiedenen Signale oder Warneinrichtungen sind mit einem Leiter 529' verbunden, der zu einer Alarmvorrichtung 5 32' läuft, die einen hörbaren Alarm 5 27' in Gang setzt. Es ist ebenfalls ein von Hand zu betätigender Schalter 537' vorgesehen, der eine geeignete Kraftquelle über einen Leiter 54 2'■ verbindet, um sämtliche Alarmvorrichtungen nach- bzw. zurückzustellen. Zusätzlich sind die verschiedenen Warnvorrichtungen über Leiter 54 3' mit einem Generator 54¹J' zur Erzeugung kurzer Intervallimpulse (Figur 12B) verbunden. Dieser ist über eine Leitung 546' mit einem Zirp-Generator 547' verbunden und irit einem absatzweise aufleuchtenden Warnungslicht 548'. Der Zirp-Generator und das Licht können vom Anschluß Q 549' (Figuren 1·2Β und HB) gleichermaßen

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mit Energie versorgt werden. Der Anschluß Q 5^9' ist mit der Sammelleitung 4 36' des Luftwegdruckübertragers über Leiter 551' und Verstärker 552' mit veränderbarem Eingang 553' verbunden. Wenn daher die Warnvorrichtungen nicht ordnungsgemäß nach- bzw. zurückgestellt sind, bewirkt der Zirp-Oenerator in kurzen Abständen, z.B. 10 Sekunden, das Ertönen eines hörbaren Alarms.

Das beschriebene Beatmungsgerät hat weitgehend selbsttätige, jedoch leicht steuerbare Funktionen um die Atmung zu unterstützen oder aufrechtzuerhalten. Es ist unter den meisten praktischen Bedingungen verwendbar, entweder an bestimmten Stellen wie Krankenhäusern oder auch wechselnden Orten wie Ambulanzen. Das Gerät ist bei Erwachsenen und vielleicht mit einigen Größenveränderungen auch bei Kindern einsetzlnr,

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Claims

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Patentansprüche

Beatmungsgerät gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eine Verdräηgungskammer mit einer Wand, die in bezug auf eine vorbestimmte Lage hin- und zurückbewegbar ist,

Mittel zum Anpressen der Wand in Richtung besagter Lage,

Mittel zur Belieferung der Kammer mit Gas mit einem Druck, um die Wand aus besagter Lage weg zudrücken,

Mittel zur Feststellung der Stellung der Wand relativ zu besagter Lage,

Mittel zum Steuern der Gasliefermittel,

Mittel, die auf besagte Feststellmittel ansprechen, um die. Steuermittel zu betätigen,

eine Luftleitung zum Patienten,

Mittel zur Verbindung der Kammer mit dem Patienten-Luftweg,

ein Ventil, in den Verbindungsmitteln,

Mittel für eine Betätigung des Ventils in Über einstimmung mit dem Druck in dem Patienten-Luftweg, und

Mittel, zusätzlich zu besagten Betätigungsmitteln, für eine Belastung des Ventils in Richtung seiner geschlossenen Stellung.

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2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß die zusätzlichen Mittel im gleichen Takt mit dem Atemdruckzyklus im besagten Luftweg arbeiten.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Mittel nur während des Einatmungsteils des Zyklus arbeiten.

4. Beatmungsgerät gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eine Verdrängungskammer,

Mittel für eine Veränderung des Volumens der Verdrängungskammer,

einen Patienten-Luftweg

Mittel zur Verbindung der Verdrängungskammer mit dem Patienten-Luftweg,

ein Steuerventil für die Strömung zwischen der Kammer und der Atmosphäre,

Mittel, die auf einen vorbestimmten Luftdruck in dem Luftweg ansprechen, und

Mittel, die von letzteren ansprechbaren Mitteln gesteuert werden für eine Öffnung des Ventils, um die Kammer mit der Atmosphäre zu verbinden.

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Beatmungsgerät nach Anspruch U, dadurch gekenn ze ichne t, daß der vorbestimmte Druck der maximale Tiefatem-Einatmungsdruck ist.

Beatmungsgerät nach Anspruch 4, dadurch g ekennzeichnet, daß ein Ausatmungsventil vorgesehen ist, das den Ausstoß des Luftweges in die Atmosphäre steuert und Mittel, die auf besagten vorbestimmten Luftdruck ansprechen, um das Ausatmungsventil zu öffnen.

Beatmungsgerät gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eine Verdrängungskammer,

Mittel für eine Veränderung des Volumens der Verdräneungskammer,

einen Patienten-Luftweg,

Mittel zur Verbindung der Verdr-^ngunrskair.mer mit dem Patienten-Luftweg,

ein Ausatmungsventil, das die Strömung zwischen dem Patienten-Luftweg und der Atmosphäre steuert,

Mittel, die auf einen vorbestimmten Druck ansprechen, um das Ausatmungsventil zu betätigen und

Mittel für eine Veränderung des vorbestimmten Druckes.

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8. Beatmungsgerät gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

einen Patienten-Luftweg,

Mittel für eine Veränderung des Druckes in besagtem Luftweg,

Mittel für eine ständige Überwachung des Drucker,,

Mittel, die auf die Überwachungsmittel anspre-hen, um ein entsprechendes elektrisches Signal ?u erzeugen ,

Mittel, die auf besagtes Signal ansprechen, um einen veränderlichen Ausatmungsenddruck in dem Luftweg zu kompensieren.

9. Beatmungsgerät nach Anspruch 8, dadurch g ekennzeichnet, daß Mittel vorgofohen sind, die auf besagtes Signal ansprechen und einen Alarm in Gang setzen.

10. Beatmungsgerät gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

einen Patienten-Luftweg,

Mittel mit einer ersten Pumpe .zur Belieferung des Luftweges mit einem Volumen von unter Druck stehendem Atemgas,

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BAD ORfGiNAL

einem Zerstäuber,

und Mitteln mit einer zweiten Pumpe zur Aufnahme eines Teils des unter Druck stehenden Atemgases und Ausstoßen des besagten unter Druck stehenden Atemgases mit einem größeren Druck durch den Zerstäuber in den Luftweg.

11. Beatmungsgerät gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eineVerdränsungskammer mit einer Wand, die im Hinblick auf eine vorbestimmte Lage hin- und zurückbewegbar ist,

Mittel zur Belastung der Wand in Richtung der besagten Lage,

einen Patienten-Luftweg,

Mittel für eine Verbindung der Kammer mit dem Patienten-Luftweg,

ein Ventil in den Verbindungsmitteln,

Mitteln für eine Betätigung des Ventils in Übereinstimmung mit dem Druck in dem Patienten Luftweg, zusätzliche Mittel zu den Betätigungs mitteln für eine Belastung des Ventils in Rich tung seiner geschlossenen Stellung,

Mittel für eine Belieferung der Kammer mit Gas unter einem Druck, um besagte Wand von besagter Stellung wegzudrücken,

SAD

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Mittel für eine Feststellung der Stellung der Wand relativ zu besagter Lage und für die Erzeugung eines der Lage proportionalen Sipnale,

oder Mittel für eine Steuerung der Gasströmung von den Beliefermitteln zu besagter Kammer, und

Mittel, die auf das Lagefeststellungsignal ansprechen und die Steuermittel betätigen.

12. Beatmungsgerät nach Anspruch 11, dadurch g ekennzeichnet, daß die zusätzlichen Mittel im Takt mit dem Atemdruckzyklus in besagtem Luftweg arbeiten.

13. Beatmungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Mittel nur während des Einatmungsteils des Zyklus arbeiten.

14. Beatmungsgerät nach Anspruch 11, dadurch g ekennzeichnet, daß Mittel zur Belieferung der Kammer mit einem anderen Gas unter einem Druck vorgesehen sind, um die Wand von besagter Lage wegzupressen,

zweite Mittel für eine Steuerung der Mittel zur Lieferung des anderen Gases, und weitere Mittel, die auf das Lagefeststellsignal ansprechen für eine Betätigung besagter zweiter Steuermittel.

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15. Beatmungsgerät nach Anspruch 14, dadurch g eh-ennzeichnet, daß die Feststellmittel eine elektromechanxsche Einrichtung beinhalten, die ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit der momentanen Stellung der
Viand relativ zu besagter Lage abgibt.

16. Beatmungsgerät nach Anspruch 15, dadurch g ekennze ichnet, daß die Steuermittel elektrisch betätigte Ventile sind.

17. Beatmungsgerät nach Anspruch 11, dadurch g ekennze ichnet, daß erste Mittel für die Einstellung eines Ansprechwertes, bei welchem das Signal der Feststellmittel die Steuermittel in Gang setzt, vorgesehen sind.

1^R. Beatmungsgerät nach Anspruch 17, dadurch g eken η zeichnet, daß zweite Mittel für die Einstellung eines weiteren Ansprechwertes
vorgesehen sind, bei welchem das Signal der Feststellmittel die Steuermittel betätigt.

19. Beatmungsgerät nach Anspruch 18, dadurch g ekennzeichnet, daß Mittel zum Übergang zwischen den ersten Mitteln und den zweiten Kitteln vorgesehen sind und Mittel zur Zeitgebung für eine periodische Betätigung der Umschaltmittel .

SQ98 16/07

20. Beatmungsgerät nach Anspruch 11, dadurch ρ ekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die auf das Feststellsignal ansprechen, und in Beantwortung dazu die Betätigung der Steuermittel verzögern.

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