DE2537307B2 - Beatmungsgerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Beatmungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem bereits bekannten Beatmungsgerät dieser Gattung (DE-AS 19 60 093) führt eine Drucksteuerleitung
zu einer Druckmembran, die beim Kleinerwerden des Druckes in der Drucksteuerleitung zurückweicht
und eine Gasströmung für die Ausatmungsphase ermöglicht. Jedoch besteht, wie bei allen bisher
bekannten Beatmungsgeräten, keine Möglichkeit zu einer veränderlich einstellbaren Gas- oder Luftzufuhr
nach Beendigung des Einatmungsvorganges. Eine zusätzliche Zufuhr von Atem-Gasgemisch nach Beendigung
des Einatmungsvorganges erfolgt bei einigen bekannten Geräten dadurch, daß die oberen Atemwege
unter einen statischen Druck gesetzt und unter diesem Druck gehalten werden. Das führt bei vielen Patienten
zur Entwicklung unterschiedlicher Grade von Dyspnoe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsgerät der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, mit dem im Anschluß an die Einatmungsphase ein wählbarer apneustischer Plateaudurchsatz über
einen bestimmten Zeitraum möglich ist, so daß dem Patienten nach Ablauf des Hauptteils der Einatmungs-Dhase
ein veränderlich einstellbarer, zusätzlicher Gasstrom zugeführt werden kann, der das Gasvolumen und
die Gasverteilung in den Jjingen des Patienten verbessert Das neue Beatmungsgerät soll einen
möglichst einfachen Aufbau haben, leicht zu reinigen sein und auch die Bedienung durch den Patienten selbst
gestatten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe der in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst
Mit dem neuen Beatmungsgerät läßt sich der Druck des dem Patienten zugeführten zusätzlichen Gasstroms
in Abhängigkeit von der Aufnahmefähigkeit seiner Lungen veränderlich einstellen.
Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4
genannt
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht eines erfindungsgemäßen
Beatmuiigsgeräts,
F i g. 2 ein Seitenaufriß eines Teils des Beatmungsgeräts
von F i g. 1,
F i g. 3 ein Aufrißquerschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2,
F i g. 4 ein Aufrißquerschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 3.
F i g. 5 ein Aufrißquerschnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 3,
Fig.6 ein Teilaufrißquerschnitt durch das Beatmungsgerät,
zur Darstellung des apneustischen Steuerventils und eines Einlaßfilters,
F i g. 7 ein Querschnitt durch die im Beatmungsgerät verwendete Servosteuervorrichtung, in einem größeren
Maßstab,
Fig.8 ein Querschnitt entlang der Linie 8-8 von Fig.7,
Fig.9 ein Querschnitt entlang der Linie 9-9 von Fig.7,
Fig. 10 ein Querschnitt entlang der Linie 10-10 von Fig.7,
Fig. 11 ein Querschnitt entlang der Linie 11-11 von
Fig.7,
Fig. !2 ein Querschnitt durch die normalerweise in
der Schließstellung befindliche Patrone für apneustische Steuerung,
Fig. 13 ein Querschnitt entlang der Linie 13-13 von
Fig. 5,
Fig. 14 ein Querschnitt entlang der Linie 14-14 von
Fig. 13,
Fig. 15 ein Querschnitt entlang der Linie 15-15 von Fig. 1,
Fig. 16 ein Querschnitt entlang der Linie 16-16 von Fig. 15, und
Fig. 17 ein schematisches Flußdiagramm des Beatmungsgeräts.
Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät 20 ist in einem kastenförmigen Gehäuse 21 untergebracht, das
beispielsweise durch ein Stativ 22 gehalten ist. Das Stativ 22 ist von bekannter Ausführung und besteht aus
einer Standplatte 23 mit zwei Rädern 24, vermittels welcher das Gerät mühelos verfahrbar ist. Ein auf der
Standplatte 23 befindlicher Anschlußstutzen 26 ist über eine Schlauchleitung 27 mit einer Quelle von Gas wie
z. B. Sauerstoff verbunden. Das Gas strömt vom Anschlußstutzen 26 durch ein am Stutzen montiertes
senkrechtes Rohr 28, das an seinem oberen Ende U-förmig abgebogen ist. Das freie Ende des Rohrs 28 ist
mit einem Flügclschraubenverbinder 29 versehen, welcher seinerseits mit einem hier nicht dargestellten
Sauerstoff-Zumischgerät des in der US-PS 37 27 627 beschriebenen Typs verbindbar ist Das freie Ende des
Rohrs 27 kann auch wie in F i g. 1 dargestellt unmittelbar mit dem Beatmungsgerät ·>0 verbunden
sein.
Das kastenförmige Gehäuse 21 besteht aus einem U-förmigen Gehäuseteil 31, das aus Metallblech
hergestellt ist und eine Deckenwand 32 und die beiden Seitenwände 33 und 34 bildet Weiterhin umfaßt das
Gehäuse eine als Vorderwand dienende Frontplatte 36 und einen L-förmigen Gehäuseteil 37, welcher die
Rückwand 38 und die Bodenwand 39 des Gehäuses bildet Das Gehäuse weist entsprechend der Darstellung
eine etwa rechteckige Formgebung auf und besteht aus sechs Seiten wänden. An der Gehäusedeckenwand 32 ist
ein Nabenflansch 40 befestigt und mit dem Flügelschraubenverbinder 29 verbunden. Ein am unteren Ende
des Nabenflanschs 40 befindlicher Anschlußstutzen 41 ist über einen Schlauch 42 mit der eint 1 Seite eines
Filters 43 verbunden. Das von der Gasquelle zugeführte Druckgas weist im allgemeinen einen zwischen 3,16 bis
zu 5,27 atü betragenden Druck, vorzugsweise einen Druck von etwa 3,5 atü auf. Die andere Seite des Filters
43 ist vermittels eines Schlauchs 44 mit einem Γ-Stück 46 verbunden. Das eine Ende des Γ-Stücks ist über einen
Schlauch 47 mit dem Einlaß einer als Servosteuervorrichtung
dienenden Servosteuerpatrone 48 verbunden, während das andere Ende des T-Stücks 46 durch einen
Schlauch 49 mit dem Einlaß einer Patrone 51 für apneustisches Plateau verbunden ist. Die Servosteuervorrichtung
48 entspricht beispielsweise der in der US-PS 37 53 436 beschriebenen Ausführung. Das Filter
43 besteht aus einer an beiden Enden verschlossenen zylindrischen Patrone mit einem Filtereinsatz 53 aus
Filtermaterial z. B. in Form eines Gewebes aus Hexamethylendiamin (Nylon) von allgemein napfförmiger
Formgebung, das sich an seinem unteren Ende auf integral mit der Patrone ausgebildeten dreiecksförmigen
Halterungen 54 abstützt.
Die in Form einer Servosteuerpatrone ausgebildete Servosteuervorrichtung 48 weist ein Gehäuse 56 aus,
z. B. Kunststoff, auf, an dessen kreisrunder, ebener Bodenwand 57 ein in senkrechter Richtung von der
Bodenwand vorstehender Randflansch 58 integral ausgebildet ist. Ein zylindrischer Abschnitt 59 des
Gehäuses 56 steht auf der dem Randflansch 58 gegenüberliegenden Seite von der Bodenwand 57 vor.
Der zylindrische Abschnitt 59 ist hohl ausgebildet und weist sich in Abständen gegenüberliegende öffnungen
61 und 62 auf. Ein aus z. B. durchsichtigem Kunststoff so hergestellter hohlzylindrischer Steuerteil 63 ist mit dem
einen Ende in das äußere Ende des zylindrischen Abschnitts 59 eingesetzt und in diesem C1UrCh eine
Metallschelle 64 gehalten, die nach Einsetzen des Steuerteils 63 über das äußere Ende des zylindrischen
Abschnitts 59 aufgeschoben ist. Innerhalb des Steuerteils 63 ist diametral eine durchgehende Wand 66
ausgebildet. Im Steuerteil 63 ist ein Durchlaßkanal 67 ausgebildet, der als Druckeinlaßöffnung 68 dient, welche
normalerweise mit einem Durchlaß 69 in Verbindung steht, der zu einer Auslaßöffnung 71 führt.
Innerhalb des Gehäuses 56 ist ein z. B. aus Stahl bestehender Hauptschaft 73 gleitend verschiebbar
geführt. Auf den Hauptschaft 73 sind zwei z. B. aus Kunststoff bestehende Manschetten 74 und 76 aufgesetzt
und stehen in gegenseitigem Eingriff. Auf ihrer Außenseite weisen die Manschetten 74 und 76 jeweils
ein Gewinde auf. Auf das Gewinde der Manschette 74 ist ein magnetischer Anfangskraftanker 77 aufgeschraubt,
während auf das Gewinde der Manschette 76 ein magnetischer Druckanker 78 aufgeschraubt ist Die
beiden Manschetten 74, 76 weisen in gegenseitigen Eingriff miteinander stehende Verzahnungen oder dgl.
auf, welche eine gegenseitige Verdrehung der beiden Manschetten zueinander verhindern. Die Anker 77 und
78 befinden sich im An-iiehungsbereJch eines in den
zylindrischen Abschnitt 59 des Gehäuses 56 zwischen den öffnungen 61 und 62 eingesetzten Ringzylindermagneten
79. Der Anfangskraftanker 77 und der Druckanker 78 sind durch Verdrehen auf den Manschetten
74 und 76 in Längsrichtung des Hauptschafts 73 verstellbar, um die durch den Ringzylindermagneten 79
auf die beiden Anker ausgeübten Anziehungskräfte entsprechend zu vergrößern bzw. zu verringern.
Zwischen den Ankern 77 und 78 und den Manschetten 74 und 76 eingesetzte O-Ringe 80 geben einen
Reibungswiderstand vor, der ein willkürliches Verdrehen
der Anker verhindert
Der Hauptschaft 73 ist durch eine Ausnehmung 81 in der Wand 66 des Steuerteils 63 durchgeführt. Auf das
eine äußere Ende des Hauptschafts 73 ist eine kreisrunde Servoplatte 82 aufgesetzt und durch
Sprengringe 83 gesichert. Eine am äußeren Rand der Servoplatte 82 befestigte Fitting 84 trägt einen
Servoplunger 86, der in Eingriff bringbar ist mit einer als Ventilglied dienenden Kugel 87. Die Kugel 87 ist zu
diesem Zweck gegen einen ringförmigen Ventilsitz 88 andrückbar. Entsprechend der Stellung der Kugel 87
wird somit eine Verbindung zur Druckeinlaßöffnung 68 hergestellt bzw. gesperrt.
Eine im Querschnitt rechteckförmige und fest mit dem Hauptschaft 73 verbundene Drehsicherungsnabe
91 durchgreift eine Durchbrechung 92 in der ebenen Bodenwand 57 und verhindert ein Verdrehen des
Hauptschafts 73. Eine auf den Hauptschaft aufgesetzte Metallplatte 93 unterstützt den innenliegenden Bereich
einer biegsamen Membran 94. Der äußere Randbereich der Membran 94 ist zwischen dem Randflansch 58 und
einer Druckglocke 96 eingespannt. Die Drehsicherungsnabe 91 verhindert Verwindungen der Membran 94 und
dient gleichzeitig als Führung für die Membranrückseite. Die Druckglocke 96 ist an dem Gehäuse 56 vermittels
eines mit einer (nicht dargestellten) Auskehlung in Eingriff stehenden Randflanschs gehalten, und weist
eine Druckabtastöffnung 97, sowie einen integral ausgebildeten zylindrischen Abschnitt 98 auf. Eine auf
den Hauptschaft 73 aufgeschraubte Schaftnabe 101 steht in den zylindrischen Abschnitt 98 der Druckglocke
96 hinein vor. Die innerhalb der Druckglocke ausgebildete Druckkammer 102 steht in Verbindung mit der
Druckabtastöffnung 97. Eine innerhalb der Druckkammer 102 befindliche Schraubenfeder 103 liegt mit einem
Ende gegen die Membran 94, und mit ihrem anderen Ende gegen eine auf der Schaftnabe 101 gleitend
verschiebbar geführte Flanschbuchse 104 an. Die Flanschbuchse 104 steht auf ihrer anderen Seite in
Eingriff mit einer Wand 106 des zylindrischen Abschnitts 98. Ein weiterer Schaft 107 ist an einem Ende
in die Schaftnabe 101 eingeschraubt und erstreckt sich in Axialrichtung durch den zylindrischen Abschnitt 98
hii,durch.
Ein innenseitig in den zylindrischen Abschnitt 98 eingeschraubter, verstellbarer Empfindlichkeitsanschlag
111 ist durch Verdrehen in Axialrichtung in bzeug auf den zusätzlichen Schaft 107 verstellbar. Eine in den
Empfindlichkeitsanschlag 111 eingeschraubte Anschlag-
schraube 112 durchgreift einen Schlitz 113 im zylindrischen Abschnitt 98 und steht in einen Schlitz 114
eines Empfindlichkeitsstellers 116 hinein vor, v/elcher zum Verdrehen des verstellbaren Empfindlichkeitsanschlags
111 dient. Ein O-Ring 117 dient als Reibungsglied zwischen dem Empfindlichkeitsanschlag Ml und
der Innenwand des zylindrischen Abschnitts 98, wobei der Empfindlichkeitssteiler 116 durch die An.schlagschraube
112 gehalten ist.
Der Abschnitt 98 trägt eine Rastnabe 121, die ihrerseits einen verstellbaren Druckbegrenzungüsteller
122 trägt. Der Druckbegrenzungssteller 122 ist auf die Außenseite des zylindrischen Abschnitts 98 aufgeschraubt
und mit einem nach innen vorstehenden Stift J 23 versehen, weicher in Eingriff bringbar ist mit einem
zur Drehbegrenzung des Druckbegrenzungsstellers 122 dienenden Anschlag 124 an dem zylindrischen Abschnitt
98. Der Druckbegrenzungssteller 122 und der Empfindlichkeitssteiler
116 sind zu einem Zweifunktions-Stellknopf zusammengefaßt, an dem die Arbeitsweise der
Servosteuerpatrone 48 einstellbar ist.
Eine auf den zusätzlichen Schaft 107 aufgeschobene Nockenwelle 126 ist vermittels eines Sprengrings 127
gesichert. Ein am Abschnitt 98 ausgebildeter Keil 128 greift in einen breiten Schlitz 129 der Rastnabe 121 ein.
Ein von Hand zu betätigender Zeitstellknopf 131 ist vermittels einer Feststellschraube 132 fest mit der
Nockenwelle 126 verbunden, und diese weist einen zylindrischen Abschnitt 126a größeren Durchmessers
auf, in den als Anschläge dienende O-Ringe 133
eingesetzt sind. Eine im zylindrischen Abschnitt 98 befindliche Schraubenzugfeder 136 steht an einem Ende
in Eingriff mit dem verstellbaren Empfindlichkeitsanschlag 111, und an ihrem anderen Ende mil einer
Innenfläche des Druckbegrenzungsstellers 122. Eine zwischen der Feder 136 und dem Druckbegrenzungssteller
122 angeordnete ebene Lochscheibe 137 verhindert aufgrund der zusätzlichen Reibung eine
unbeabsichtigte Drehverstellung des Druckbegrenzungsstellers 122. Die Schraubenzugfeder 136 dient
zwei Zwecken, nämlich zur Vorgabe eines indirekten Reibungswiderstands für den die Anfangskraft vorgegebenen
Empfindlichkeitssteller 116 und eines direkten Reibungswiderstands für den Druckbegrenzungssteller
122, sowie zur Aufnahme von Spiel in den Grobgewinden der Anschläge an den Stellern 116 und 122. indem
sie diese unter Spannung hält.
Die in F i g. 12 in Einzelheiten dargestellte Patrone 51
für apneustisches Plateau weist ein Gehäuse 141 mit einem verbreiterten Abschnitt 141a auf, in welchem eine
napfförmige Ausnehmung 142 ausgebildet ist, die mit einer in Gehäuselängsrichtung verlaufenden Bohrung
143 in Verbindung steht. Eine innerhalb der Ausnehmung 142 befindliche biegsame Membran 144 ist an
ihrem Außenrand zwischen dem verbreiterten Abschnitt 141a und einer Endhaltekappe 146 eingespannt,
die innerhalb des verbreiterten Abschnitts 141a durch einen Sprengring 147 gesichert ist Ein starrer
Nockenknopf 148 liegt gegen den mittleren Bereich der Membran 144 an und durchgreift einen Dichtunf[shaltering 149, welcher in den verbreiterten Abschnitt 141a
eingeschraubt ist Eine biegsame Dichtung 151 ist an ihrem Außenrand zwischen Dichtungshaltering 1149 und
der Innenwand des Gehäuses 141 eingespannt Die eine Seite der Dichtung 151 liegt gegen den Nockenknopf
148 an, während die andere Dichtungsseite gegen eine starre Scheibe 152 anliegt Die Scheibe 152 steht in
Eingriff mit einem Ventilschaft 153 eines Tellerventilglieds 154, das einen O-Ring 156 trägt, der in
Dichteingriff gegen einen Ventilsitz 157 im Inneren des Gehäuses 141 anlegbar ist. Das Tellerventilglied 154 ist
mit einem Vorsprung 158 versehen, auf welchen das eine Ende einer sich in Axialrichtung der Bohrung 143
erstreckenden Schraubenfeder 159 aufgesetzt ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 159 ist in eine
Blindbohrung 161 eines in das Ende des Gehäuses 141 eingeschraubten Befestigungsstutzens 162 eingesetzt.
Ein Manometer 163 ist vermittels eines angesetzten Schraubennippels 164, der durch einen U-förmigen
Haltebügel 166 durchgeführt und an diesem vermittels einer Mutter 167 gehalten ist, an der Frontplatte 36
gehalten. Der Befestigungsstutzen 162 ist auf den Schraubennippe! 164 aufgeschraubt und hält damit die
Patrone 51 auf dem äußeren Ende des Schraubennippels 164 fest.
Eine Einlaßfitting 171 und eine Auslaßfitting 172, die
in das Gehäuse 141 eingeschraubt sind, stehen auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilsitzes 157 in
Verbindung mit der Bohrung 143. Eine im Gehäuse 141 ausgebildete Entlüftungsöffnung 176 dient dazu, das
Entstehen eines zu einer Fehlanzeige führenden Drucks auf die Membran 144 zu verhindern. In der Endhaltekappe
146 befindet sich eine Servoöffnung 177, die mit einer Kammer 178 auf einer Seite der Membran 144 in
Verbindung steht.
Der Schlauch 47 ist mit einem Anschlußnippel 181 verbunden, der mit dem einen Ende des Durchlaßkanals
67 verbindet. Das andere Ende ist durch einen Stopfen 182 verschlossen. Die Auslaßöffnung 71 ist über einen
Anschlußnippel 183 mit einem Schlauch 184 verbunden, welcher zu einem T-Stück 186 geführt ist. Das eine Ende
des Γ-Stücks 186 steht über einen Schlauch 187 mit einem Anschlußnippel 188 in Verbindung, der an einem
Durchsatzsteuerventil 189 bekannter Ausführung befestigt ist. Das Durchsatzsteuorventil 189 weist einen
Stellknopf 191 auf, mit dem der Gasdurchsatz durch das Durchsatzsteuerventil 189 durch einen in den Ventilkörper
193 eingesetzten Anschluß 191 veränderlich einstellbar ist. Der Anschluß 192 ist über einen Schlauch
194 mit einem T-Stück 196 verbunden, welches an einem Ende über einen weiteren Schlauch 197 mit einem
Einwegventil 198 verbunden ist.
Wie aus F i g. 13 ersichtlich, besteht das Einwegventil
198 aus einem mittigen Ventilkörper 201, der ein Gehäuse 202 trägt. Ventilkörper und Gehäuse sind
beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, z. B. durch Ultraschallschweißung luftdicht miteinander verbunden.
so Entsprechend Fig. 13 weist der mittige Ventilkörper
201 einen zylindrischen Abschnitt 201a kleineren Durchmessers auf. Durch den Ventilkörper 201 und
einen an diesen anschließenden Schaftabschnitt 201 b verläuft eine Bohrung 207, die mit einem diametral im
Ventilkörper 201 verlaufenden Kanal 208 verbunden ist Der Kanal 208 ist normalerweise durch eine elastische
Manschette 209 aus elastischem Werkstoff wie z. B. Gummi verschlossen, welche über den Abschnitt 201a
aufgeschoben und vermittels eines Flanschs 203 an
ω diesem gehalten ist Wenn unter Druck stehende Luft in
Pfeilrichtung in die Bohrung 207 eintritt, wird die elastische Manschette 209 gedehnt so daß das Gas in
das Gehäuse 202 entweichen und aus diesem durch einen Kanal 211 abgegeben werden kann. Sobald die
Druckluftzufuhr durch die Bohrung 207 aufhört, verschließt die elastische Manschette 209 wiederum den
Kanal 208 und verhindert somit einen Gasdurchtritt in entgegengesetzter Richtung.
Der Kanal 211 ist über einen Schlauch 216 mit einem
T-Stück 217 verbunden, das an einem Ende unmittelbar mit dem Einatmungsgasanschluß 219 an der Frontplatte
36 verbunden ist, der als zweiter Auslaß bezeichnet werden kann. Das andere Ende des 7"-Stücks 217 ist über
eine Drosselöffnung 221. einen Schlauch 222 und ein
Knie 223 mit der Auslaßfitting 172 verbunden (siehe F i g. 4).
Das Ende des T-Stücks 1% ist über einen Schlauch 226 mit einem Anschluß 227 verbunden, der in einem
Block 228 an einem Venturirohr 229 befestigt ist. Der
Block bildet einen Vcntiirihauplkanal 231 zentrisch zur
Düse 232 für den Venturihauptgasstrahl. In der Düse 232
sind um den mittigen Venturihauptkanal 231 herum mehrere zusätzliche, zur Ausbildung sekundärer Vcnturistrahlcn
dienende Durchlässe 233 ausgebildet. Diese Durchlässe 233 stehen in Verbindung mit einem
Durchlaß 234 in einem weiteren Block 236. Ein Anschluß 237 an dem Block 236 ist mit einem Schlauch 238
verbunden. Die Düse 232 ist in ein T-förmiges Gehäuse 239 eingesetzt, das an einem Ende in ein Venturigehäuse
241 eingeschraubt ist, welches einen Venlurikanal 242
aufweist, der in Verbindung steht mit den vom Venturihauptkanal 231 und den Durchlässen 233 in der
Düse 232 abgegebenen Gasstrahlen.
Ein am anderen Ende des Gehäuses 239 befestigter Anschluß 243 ist über einen Schlauch 244 großen
Durchmessers mit einem Filter 245 für Ansaugluft verbunden, das an der Seitenwand 34 angeordnet ist.
Das Venturigehäuse 241 weist zwei in einem Abstand zueinander parallele, radial verlaufende Flansche 246
und 247 aui, die in ein Schiebergehäuse 248 eingesetzt sind. Ein in den Flansch 246 eingesetzter O-Ring 249
dient zur Abdichtung zwischen Venturigehäuse 241 und Schiebergehäuse 248.
Das Schiebergehäuse 248 weist eine Innenspinne 251
mit einer mittigen Ausnehmung 252 auf, in welche ein napfförmiger Schieber 254 eingesetzt ist, der zur Anlage
gegen das außcnliegende Ende des Venturigehäuses 241 bringbar ist. Ein in die Außenseite des Venturigehäuses
241 eingesetzter O-Ring 256 bewirkt eine einwandfreie
Abdichtung zwischen Schieber 254 und Venturigehäuse. Der Schieber 254 ist vermittels einer Schraubenfeder
257 zum Eingriff gegen den O-Ring 256 beaufschlagt. Die Schraubenfeder 257 ist auf den Schaft 253
aufgesetzt und liegt mit einem Ende gegen die Innenspinne 251, und mit ihrem anderen Ende gegen
den Schieber 254 an. Das Schiebergehäuse 248 weist einen Vorsprung 258 auf, an dem ein T-Stück 259
befestigt ist. Das T-Stück 259 ist an einem Ende über einen Schlauch 261 mit dem Manometer 163 verbunden.
Das andere Ende des T-Stücks 259 ist über einen Schlauch 262 mit der Druckabtastöffnung 97 der
Servosieuerpairone 48 verbunden.
Der Auslaß 263 des Schiebergehäuses 248 ist mit einem T-Stück 264 verbunden. Ein Ende des T-Stücks
264 ist an einem BeatmungsschlauchanschluB 266 befestigt, der an der Frontplatte 36 angeordnet ist und
sich als erster Auslaß bezeichnen läßt. Der Beatmungsschlauchanschluß 266 ist an der Frontplatte 36 &o
vermittels einer aufgeschraubten Mutter 267 befestigt. Das andere Ende des T-Stücks 264 trägt ein
Oberdruck-Sicherheitsventil 268.
Das Oberdruck-Sicherheitsventil 268 weist ein
allgemein zylindrisches Gehäuse 269 mit einem in diesem ausgebildeten Durchlaß 271 auf. Im Durchlaß
befindet sich eine mit einer Ausnehmung versehene Wand 272, in welcher ein Ventilschaft 273 gleitend
verschiebbar geführt ist. Ein auf den Ventilschaft 273 befestigtes Ventilglied 274 ist zur Anlage bringbar
gegen einen im Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz 276, welcher den Durchlaß 271 umgibt. Das Ventilglicd 273
ist durch eine Feder 277 gegen den Ventilsitz 276 beaufschlagt. Die Feder 277 liegt mit dem einen Ende
gegen die Wand 272, und mit ihrem anderen Ende gegen eine auf den Ventilschaft 273 aufgeschraubte Mutter 278
an.
Der Schlauch 238 ist mit einem Anschluß 281 an einem apneustischen Steuerventil 282 verbunden. Das
Steuerventil 282 weist einen Ventilkörper 283 mit einem Stellknopf 284 auf, vermittels welcher der Durchsatz
durch das Ventil veränderlich einstellbar ist. Ein an dem Steuerventil 282 befestigter Anschluß 286 ist über einen
Schlauch 287 mit einem (nicht dargestellten) Anschluß an der Patrone 51 für apneustisches Plateau verbunden.
Am Steuerventil 282 befindet sich ein weiterer Anschluß 288 (Fig.6), der über einen Schlauch 289 mit einem
Einwegventil 291 verbunden ist. Das Einwegventil 291 ist in gleicher Weise beschaffen wie das Einwegventil
198, und es wird daher auf die entsprechende Beschreibung im vorstehenden verwiesen. Das Einwegventil
291 ist andererseits über einen Schlauch 292 mit dem T-Stück 186 verbunden.
Eine Schlauchhaltestange 2% ist an der Frontplatte 36 gleitend verschiebbar in einer Halterung 297
gelagert.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Beatmungsschlauch
301 großen Durchmessers mit dem Beatmungsschlauchanschluß 266 verbindbar. Ein Schlauch 302 kleinen
Durchmessers ist mit dem Einatmungsgasanschluß 219 verbindbar. Das freie Ende des ßeatmungsschlauchs 301
ist über ein Anschlußstück 303 mit einem Zerstäuber 304 der in der US-PS 31 72 406 beschriebenen Ausführung
verbunden. Die Abgangsseite des Zerstäubers 304 ist über ein T-Stück 306 mit einem Patientenadapter oder
Mundstück 307 verbunden. Der Schlauch 302 kleineren Durchmessers ist über ein T-Stück 309 mit dem
Zerstäuber 304 verbunden. Das andere Ende des T-Stücks 309 ist nber einen Schlauch 311 mit dem
Ausatmungsventil 308 verbunden. Das Ausatmungsventil 308 ist von bekannter Ausführung und ist mit einer
Dampf- und Wasserfalle 312 versehen, welche zum Auffangen von Feuchtigkeit dient, die sich aus dem
Luftstrom niederschlägt.
Die Dampf- und Wasserfalle 312 weist entsprechend Fig. 16 ein napfförmiges Außengehäuse 313 auf, in das
herausnehmbar eine Ventil- und Diffusoranordnung 314 eingesetzt ist. Das Gehäuse 313 hat eine allgemein
zylindrische Formgebung mit senkrechter Zylinderwand 316 und Bodenwand 317, die integral mit dem
Gehäuse ausgebildet sind. Eine mittige öffnung 318 in der Bodenwand ist von einem nach innen eingezogenen
Ringflansch 319 begrenzt und bildet somit einen Ringraum 321 zwischen dem Ringflansch 319 und der
senkrechten Zylinderwand 316. An einem Ende ist das Außengehäuse 313 offen zur Aufnahme der Ventil- und
Diffusoranordnung 314.
Die Ventil- und Diffusoranordnung 314 besteht aus einem hohlzylindrischen Teil 322, das von mehreren,
nach oben vorstehenden und auf dem Umfang in gegenseitigen Abständen angeordneten Rippen 323
gehalten ist Die Rippen 323 sind integral mit einem Diffusorteil 324 ausgebildet, der eine zylindrische Wand
326 aufweist, die an ihrer Oberseite durch eine quer verlaufende Deckenwand 327 abgeschlossen ist. Die
Deckenwand 327 weist mittig einen nach oben
vorstehenden, sich konisch verjüngenden Abschnitt 327a auf, welcher sich genau unter dem hohlzylindrischen
Teil 322 befindet. Die unteren Enden der Rippen
323 stehen über das untere Ende der zylindrischen Wand 326 hinaus vor und greifen in eine Ringausnehmung
321a des Gehäuses 313 ein. Ein integral mit dem hohlzylindrischen Teil 322 ausgebildeter Ringrand 331
trägt einen nach oben vorstehenden Flansch 332, der zur Befestigung der Ventil- und Diffusoranordnung 314
innerhalb des Außengehäuses 313 in Reibungseingriff mit der Innenseite der zylindrischen Wand 316 des
Gehäuses 313 bringbar ist.
Eine innerhalb des hohlzylindrischen Teils 322 angeordnete kreisrunde Platte 333 liegt auf den oberen
Enden der Rippen 323 auf und weist nach unien vorstehende Nasen 334 auf, die elastisch über das untere
Ende des hohlzylindrischen Teils 322 aufsteckbar sind und die Platte 333 innerhalb des hohlzylindrischen Teils
322 sichern. Die Platte 333 weist mehrere kreisförmig angeordnete Durchbrechungen 336 auf. Ein schirmartiges
Klappenventil 337 aus z. B. biegsamem Kunststoff bildet in Verbindung mit den Durchbrechungen 336 ein
Ventil. Das Klappenventil 337 weist eine mittige Nase 338 auf, die in eine mittige Ausnehmung 339 der Platte
333 eingreift und das Klappenventil 337 in Anlage gegen die Unterseite der Platte 333 hält, so daß die
Durchbrechungen 336 normalerweise verschlossen sind. Das Klappenventil 337 überlagert den sich konisch
verjüngenden Abschnitt 337a, so daß bei Luftdurchtritt durch die Durchbrechungen 336 das Klappenventil nach
unten gedrückt und dabei die Luft über den Diffusorteil
324 zwischen den Rippen hindurch nach außen, dann nach unten und anschließend wiederum nach oben über
den Flansch 319 abgelenkt wird und durch die öffnung 318 hindurch zur freien Atmosphäre austreten kann.
Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Beatmungsgeräts ist kurz wie folgt: Zur Beschreibung
sei angenommen, daß das Beatmungsgerät 20 von einem Patienten benutzt wird, der sich in einer entspannten
Rückenlage befindet oder aufrecht auf einem Stuhl mit Armlehnen sitzt. Zunächst wird der Zerstäuber 304 mit
einer für den Patienten bestimmten Lösung gefüllt, die diesem beispielsweise von einem Arzt verordnet
worden ist. Das T-Stück 309 mit dem Ausatmungsventil 308 wird dann mit dem Zerstäuber 304 verbunden, und
es wird ein Mundstück oder Patientenadapier 307 aufgesetzt. Die Dampf- und Wasserfalle 312 befindet
sich am Ausatmungsventil 308. Der Beatmungsschlauch 301 wird dann gleichfalls mit dem Ausatmungsventil 308
und mit dem Beatmungsschlauchanschluß 266 verbunden, und der Schlauch 302 wird mit dem Einatmungsgasanschluß
219 verbunden.
Der Anfangskraftwert für den Patienten wird vermittels des Empfindlichkeitsstellers 116 eingestellt,
der mit einer von 1 bis 5 durchnumerierten Skaleneinteilung versehen ist. Eine geeignete Einstellung ist
beispielsweise auf den Skalenwert 2, welcher minus 2 cm Wassersäule entspricht Als nächstes wird der
Einatmungsüberdruck vermittels des Stellers 122 eingestellt Dieser ist mit einer entsprechenden Skaleneinteilung
versehen, die beispielsweise den Bereich von 15 bis 60 cm Wassersäule umfaßt und innerhalb dieses
Bereichs kontinuierliche Einstellungen ermöglicht Zu Anfang wird die Einstellung 15 gewählt Ggf. können
auch zwei unterschiedliche Bereiche vorgesehen sein, nämlich ein therapeutischer Bereich von 15 bis 60 cm
Wassersäule, und ein Bereich für die Intensivbehandlung, der von 15 bis 100 cm Wassersäule reicht
Vermittels des Stellknopfs 191 wird dann der Durchsatz eingestellt, indem ein an dem Stellknopl
befindlicher (nicht dargestellter) Pfeil in die I2-Uhr-Stellung
des Uhrzeigers gebracht wird.
Der von Hand betäligbare Zeitstellknopf 131 wird dann nieder- oder eingedrückt und die Sauerstoff- oder Luftzufuhr geöffnet, so daß entsprechend Sauerstoff. Luft oder auch ein Gemisch derselben durch die Schlauchleitung 27 dem Beatmungsgerät 20 zugeführt
Der von Hand betäligbare Zeitstellknopf 131 wird dann nieder- oder eingedrückt und die Sauerstoff- oder Luftzufuhr geöffnet, so daß entsprechend Sauerstoff. Luft oder auch ein Gemisch derselben durch die Schlauchleitung 27 dem Beatmungsgerät 20 zugeführt
to wird. Durch Herausziehen des Zeitstellknopfs 131 wird das Beatmungsgerät »eingeschaltet«. Der Zerstäuber
304 sollte nunmehr einen dichten Aerosolnebel abgeben. Der Zeitstellknopf 131 wird nun wiederum in die
»Ausschaltstellung« niedergedrückt. Nach Ausschaltung sollte der Zerstäuber 304 über einen (zwischen 0.25
bis 3 Sekunden betragenden) bestimmten Zeitraum weiterhin einen Aerosolnebel abgeben. Dieser Zeitraum
entspricht der apneustischen Durchflußzeit. Der Stellknopf 284 wird dann gegen den Uhrzeigersinn bis zum
Anschlag verdreht und dadurch in die Minimalstellung (0,25 Sekunde) gebracht. Das Beatmungsgerät ist
somithin bereit für den Einsatz durch den Patienten.
Im Betrieb des Geräts wird von der Druckgasquelle unter einem Druck von z. B. 3,52 atü gelieferte Druckluft
durch das Filter 43 und die Schläuche 44 und 49 hindurch der Patrone 51 für apneustisches Plateau, und durch den
Schlauch 47 der Servosteuerpatrone 48 zugeführt.
Wenn nun angenommen wird, daß der Zeitstellknopf 131 aus der in Fig. 7 dargestellten Lage nach links
verstellt wird, wird der Hauptschaft 73 nach links verlagert, wodurch die Servoplatte 82 und die Fitting 84
gleichfalls nach links verlagert werden. Durch die Verlagerung der Fitting 84 nach links wird der
Servoplunger 86 nach links verlagert und gelangt in Eingriff mit der Kugel 87. so daß diese von ihrem Sitz 88
abgehoben wird. In dieser Lage der Kugel 87 strömt das von der Druckgasquelle abgegebene Gas um die Kugel
herum und gelangt durch den Ventilsitz hindurch an dem Servoplunger 86 vorbei zur Auslaßöffnung 71.
■»ο Während dieser »Einschalt-« oder »Öffnungszeil« führt
der allseitig an der Kugel 87 vorbeiströmende Druckgasstrom dazu, daß die Kugel an dem Ende des
Servoplungers 86 in rasche Umdrehungen versetzt wird, welche zur Folge haben, daß die Kugel von kleinsten
Verunreinigungen frei bleibt, die beispielsweise von Wasserdampf mitgeführt werden. Der durch die
Auslaßöffnung 71 austretende Gasstrom soll als Einatmungsgas bezeichnet werden.
Das Einatmungsgas strömt durch die Schläuche 184 und 187 zum Durchsatzsteuerventil 189, und von diesem
durch die Schläuche 194 und 226 zum Venturihauptkanal 231 des Venturirohr 229. Der aus dem Venturihauptkanal
231 in der Düse 232 austretende Gasstrahl saugt bei seinem Durchgang durch den Venturikanal
242 weiteres Gas an, welches durch das in Fig.6
dargestellte Filter 245 und den Schlauch 244 großen Durchmessers angesaugt wird. Das durch den Venturikanal
242 hindurchtretende Gas führt zum Entstehen eines der Beaufschlagung _ durch die Feder 277
*° entgegengesetzt gerichteten Oberdrucks am Ventilglied
274, durch den das Ventil geöffnet wird, so daß das Gas
durch de·. Beatmungsgasschlauchanschluß 266 hindurch
austreten und über den Beatmungsschlauch 301, den Zerstäuber 304, das T-Stück 306 und das Mundstück 307
zum Patienten gelangen kann. Gleichzeitig wird Einatmungsgas durch den Schlauch 197 und das
Einwegventil 198 hindurch dem an der Frontplatte 36 befindlichen Einatmungsgasanschluß 219 zugeführt Der
mit dem Einatmungsgasanschluß 219 verbundene Schlauch 302 kleinen Durchmessers führt das unter
Druck stehende Einatmungsgas dem Zerstäuber 304 und dem Ausatmungsventil 308 zu und hält das letztere
während der Einatmungsphase des Beatmungsgeräts geschlossen. Das Überdruck-Sicherheitsventil 268
schützt dabei den Patienten vor Überdruck und öffnet sich beispielsweise bei einem Überdruck von 67 cm
Wassersäule, um die Lungen des Patienten vor Schaden zu schützen. to
Der Druck des dem Patienten zugeführten Gassiroms wird vermittels des mit dem Beatmungsschlauchanschluß
266 verbundenen Manometers 163 gemessen. Außerdem wird der Druck über den Schlauch 262 an die
Druckabtastöffnung 97 der Servosteuerpatrone 48 angelegt.
Das Einatmungsgas wird über den Schlauch 292, das Einwegventil 291, das apneustische Steuerventil 282,
den Schlauch 238 und den Durchlaß 234 außerdem dem Venturirohr 229 zugeführt. Der Durchlaß 234 ist mit
mehreren Durchlässen 233 in der Düse 232 verbunden, durch welche zusätzliche oder sekundäre Venturigasstrahlen
in den Hals des Venturirohrs abgegeben werden, so daß der Gesamtgasdurchsatz durch das
Venturirohr entsprechend gesteigert ist. Das Druckgas gelangt weiterhin von dem apneustischen Steuerventil
282 über den Schlauch 287 zu der normalerweise geschlossenen Patrone 51 für apneustisches Plateau und
bringt diese in die Öffnungsstellung. Zusätzliches Einatmungsgas wird dem Einatmungsgasanschluß 219
über den verengten Durchlaß 271 in einem durch die Größe des Durchlasses 271 vorgegebenen Durchsatz
zugeführt. Dem Durchlaß 271 wird das Einatmungsgas über den Schlauch 222 von der Patrone 51 für
apneustisches Plateau zugeführt, die ihrerseits durch den Schlauch 49 gespeist wird. Dieses zusätzliche
Einatmungsgas führt zu einer Steigerung des Gasdurchsatzes durch den Zerstäuber 304.
Während der Einatmungsphase des Beatmungsgeräts
wird das Einatmungsgas zunächst in die weiter entfernten oder unteren Bereiche der Lungen des
Patienten abgegeben. Da das Einatmungsgas den Zerstäuber 304 durchsetzt, erfolgt eine selbsttätige
Zerstäubung während aer Einatmungsphase. Der Einatmungsgasdurchsatz gibt dabei das Einatmungszerstäubungsvolumen
vor. Bei Durchsatzsteigerung nimmt der Druck des von der Düse 232 abgegebenen primären
Venturihauptgasstrahls zu, mit entsprechender Dnrchsatzsteigerung im Atmungskreis. Bei dem erfindungsgemäßen
Beatmungsgerät wird der Einatmungsgasgrunddurchsatz aufgrund des parallelen Durchsatzes an
Einatmungsgas durch die Patrone 71 für apneustisches Plateau einerseits und das apneustische Steuerventil 282
andererseits ergänzt oder gesteigert. Der Durchsatz durch die Patrone 51 ist durch den Querschnitt des
Durchlasses vorgegeben und konstant während der Einatmungsphase und einer Zeitspanne nach Ende der
Einatmungsphase, die durch Einstellung des apneustischen Steuerventils 282 vorgegeben wird. Somit ergibt
sich unabhängig vom Abfall des Einatmungsgasdurchsatzes zu Ende der Einatmungsphase in jedem Falle ein
Minimaldurchsatz durch den Zerstäuber 304. Auf diese Weise läßt sich das Volumen der bei langsamem
Durchsatz vom Mikrozerstäuber 304 abgegebenen Teilchenstoffe effektiv verdoppeln.
Während der apneustischen Haltezeit, die auf die Beendigung der Einatmungsphase folgt, wird somit ein
geringer »Topping-Gasstrom« in die Atemwege des Patienten eingeleitet. Bei Verringerung der apneustischen
Durchflußzeit wird der Durchsatz an Entlüftungsgas durch die sekundären Venturidüsen während des
apneustischen Plateaus gesteigert. Bei Verlängerung der apneustischen Durchflußzeit wird der Entlüftungsgasdurchsatz durch die sekundären Venturidüsen
während des apneustischen Plateaus entsprechend verringert. Außerdem ergibt sich ein analoger Abfall des
Durchsatzes an Entlüftungsgas zu Ende des apneustischen Plateaus, was zu einem allmählichen Druckabfall
in den Atemwegen des Pateinten führt, so daß ein abruptes und rasches Ausatmen vermieden wird. Diese
letztgenannten Merkmale sind besonders vorteilhaft, da sie die Einweisung des Patienten in den Gebrauch des
Beatmungsgeräts und die Erzielung eines ausreichenden apneustischen Plateaus wesentlich erleichtern.
Vermittels des Stellknopfs 284 am apneustischen Steuerventil 282 läßt sich bei dem erfindungsgemäßen
Beatmungsgerät ein auf die Einatmungsphase folgendes apneustisches Plateau von 0,25 bis 3 Sekunden Dauer
einstellen. Damit läßt sich die Gesamtverteilung an örtlich aktive Aerosole transportierendem Einatmungsgas
weiter steigern. So können beispielsweise während des apneustischen Durchflusses angenähert 200 cm3
Beatmungsgas pro Sekunde zugeführt werden, so daß dementsprechend während einer maximalen Zeitspanne
von 3 Sekunden für das apneustische Plateau bis zu 600 cm3 dichtes Aerosol den Lungen des Patienten
zugeführt werden können. Zu Beginn des Einatmungsdurchsatzes wird somit das Feuchtigkeitsdefizit beseitigt,
und während des apneustischen Durchsatzes wird ein großes Volumen an Aerosolen großer Teilchengröße
in die tracheobronchiale Verästelung abgegeben, so daß sich hartnäckige tracheobronchiale Sekretionen
wirksam lösen lassen.
Sobald in den Lungen des Patienten ein bestimmter Druckwert erreicht worden ist, der sich vermittels des
Manometer 163 ablesen läßt, bewirkt der Druck in der Druckkammer 102 der Servosteuerpatrone 48, welche
über den Schlauch 262 mit dem Manometer 163 verbunden ist, daß die Membran 94 und der Hauptschaft
73 entsprechend der Darstellung von F i g. 7 nach rechts verlagert werden. Dadurch wird der Servoplunger 86
gleichfalls nach rechts in die Schließstellung gebracht, in welcher die Kugel 87 näher zum Ventilsitz 88 hin
bewegt wird. Die Größe des zwischen der Kugel 87 und dem Ventilsitz 88 verbleibenden Durchlasses nimmt ab,
wobei die Durchflußgeschwindigrkeit des Gases gesteigert wird. Dadurch wird die Neigung der Kugel zum
Abheben vom Ventilsitz bei niedrigem Durchsatz bei Zurückziehen des Servoplungers in die Sperrstellung
verringert. Um jede Möglichkeit eines unbeabsichtigten Abhebens der Kugel 87 (unter niedrigen Durchsatzbedingungen),
welches zu seinem unzulässigen Umschalten (von der Einatmungs- zur Ausatmungsphase) führen
würde, auszuschließen, können auf dem Umfang der Zylinderwandung der Druckeinlaßöffnung 68 (nicht
dargestellte) in Längsrichtung verlaufende Führungsfinger vorgesehen sein. Solche Führungsfinger bewirken,
daß die Kugel bei niedrigem Durchsatz auf dem Durchlaß zur Ruhe kommt und sich wie vorgesehen in
die Schließstellung verlagert Da der Servoplunger 86 durch die Servoplatte 82 mechanisch mit dem
Hauptschaft 73 verbunden ist, kann der Servoplunger 86 die Kugel 87 in die Schließ- bzw. in die Öffnungsstellung
bringen.
Das öffnen und Schließen des die Kugel 87 aufweisenden »Schaltventils« erfolgt in angenähert
einer Lage, welche der Mitte des Verstellweges des
Hauptschafts 73 entspricht. Durch weitere Verstellung in »Einschalt-« unc· »Ausschaltstellung« wird der
Hauptschaft 73 in der beschriebenen Weise zwischen den magnetischen Kupplungen für das »Ein-« und
»Ausschalten« hin und her bewegt
In der »Ausschaltstellung« der Servosteuerpatrone 48
wird die Kugel 87 des Ventils durch das Druckgas in der Schließstellung gehalten, welches durch den Kanal 67
und die Druckeinlaßöffnung 68 zugeführt wird und die Kugel 87 gegen cien Sitz 88 beaufschlagt. Vermittels der
magnetischen Anziehungskraft des Ringzylindermagneten 79 wird der Anker 77 festgehalten, so daß über den
Hauptschaft 73 und die Servoplatte 82 der Servoplunger 68 außer Eingriff mit der Kugel 87 gehalten ist In der
»Einschahstellung« der Servosteuerpatrone 48 zieht der Ringzylindermagnet 79 den Anker 78 an, so daß die
Kugel 87 über den Hauptschaft 73, die Servoplatte 82 und den Servoplunger 86 vom Ventilsitz 88 abgehoben
ist. Das von der Druckgasquelle zugeführte Gas kann dann durch die Druckeinlaßöffnung 68 hindurch zur
Auslaßöffnung 71 gelangen. Die entsprechenden magnetischen Anziehungskräfte werden mit dem feststehenden
Ringzylindermagneten 79 erzeugt. Das starke vordere Magnetfeld dient zum Anziehen des zur
Druckbegrenzung dienenden großformatigen Druckankers 78, und das schwächere Magnetfeld zum Anziehen
des kleineren Anfangskraftankers 77.
Zu Ende der Einatmungsphase verringert sich der Druck in der Druckkammer 102 der Servosteuerpatrone
48. der Anfangskraftanker 77 entfernt sich vom Magnetfeld, und der Druckbegrenzungsanker 78 bewegt
sich unter dem Einfluß des zunehmend stärker werdenden Magnetfeldes zum Magneten 79 hin. Die
magnetische Öffnungskraft ist erforderlich, um bem öffnen des Kugelventils (und maximaler Anfangskrartempfindlichkeit)
einen Stillstand aufgrund des Kolbeneffekts zu verhindern. Zu diesem Zweck wird in der
erfindungsgemäßen Servosteuerpatrone der Abstand zwischen dem Druckbegrenzungsanker und dem Magnetfeld
so bemessen, daß eine ausreichend hohe Anziehungskraft vorhanden ist, wenn der Servoplunger
86 bei Verstellung des Ventilschalters in die »Einschaltstellung« in Eingriff mit der Kugel 87 gelangt.
Wenn sich der Druckbegrenzungsanker 78 zum vorderen Magnetfeld des Ringzylindermagneten 79 hin
verlagert, wird er durch die Anziehungskraft des Magneten rasch angezogen. Der entgegengesetzte
Effekt ergibt sich, wenn der Anfangskraftanker 7V fortschreitend aus dem Anziehungsbereich des hinteren
Magnetfeldes herausbewegt wird. Aufgrund der proportionaler Abstandszu- und abnähme bei Annäherung
des einen Ankers und Entfernen des anderen Ankers von bzw. zu dem zugeordneten Magnetfeld kann der
Magnet in jedem Zeitpunkt jeweils nur einen Anker einfangen. Damit wird ein einwandfreies öffnen und
Schließen des pneumatischen Kugelventils in Art einer Kippschaltung erhalten.
Die Funktion der magnetgesteuerten Stellvorrichtung ist angepaßt an die Servornembran 94, die
entsprechende Servostellkräfte auf den die magnetischen Anker 77 und 78 tragenden Hauptschaft 73
ausübt. Die Membran 94 weist ausreichend große Querschnittsfläche auf, um auch den maximalen
Bewegungswiderstand der magnetischen »Ein-« und »Ausschaltkupplungen« zu übersteuern.
Zu Beginn der Einatmungsphase beginnt der Druck in den Lurigenaternwcgeri des Patienten unter den
Umgebungsluftdruck abzufallen. Dieser Unterdruck wird über die Druckabtastöffnung 97 zur Rückseite der
Membran 94 übertragen, so daß diese durch Ausübung einer entsprechenden Kraft den Hauptschaft 73
entsprechend der Darstellung von F i g. 7 nach links verschiebt. Diese Verlagerung erfolgt gegen die
magnetische Anziehungskraft, welche auf den Anfangskraftanker 77 einwirkt. Da die physiologische Membran
des Patienten zu Beginn der Einatmungsphase weiter
ίο absinkt, nimmt der auf die Servomembran 94 einwirkende
Unterdruck so lange zu bis die von der Membran 94 ausgeübte »Einschalt«-Servokraft größer ist als die zum
Abheben des Anfangskraftankers 77 ausgeübte, eingestellte Anziehungskraft. In diesem Zeitpunkt verlagert
sich der Hauptschaft 73 nach links, wodurch das pneumatische Kugelventil 87 geöffnet wird.
Somit erfolgt wie vorstehend beschrieben ein gesteuerter Einatmungsgasstrom in den Atmungskreis.
Während sich die Lungen des Patienten allmählich mit dem Beatmungsgas füllen, das durch den mit dem
Patienten verbundenen Atmungskrcis zugeführt wird, steigen die Drücke innerhalb des physiologischen und
mechanischen ^eatmungssystems an. Gegenüber dem
vorstehend beschriebenen Druckabfall an der Servomembran, welcher die Umschaltung in die »Einschaltstellung«
bewirkt, erfolgt jetzt der entgegengesetzte Vorgang, indem ein im »Ausschaltsinn« wirkender
Druck erzeugt wird. Sobald in der Druckkammer 102 ein ausreichend hoher Druck herrscht, der zur
JO Entstehung einer Kraft führt, welche größer ist als die
Anziehungskraft auf den Druckbegrenzungsanker 78, wird der Hauptschaft 73 entsprechend der Darstellung
von F i g. 7 nach rechts verlagert, so daß der Anfangskraftanker 77 in den Anziehungsbereich des
Magnetfeldes des Ringzylindermagneten 79 gelangt. Die Servosteuerpatrone 48 wird durch die Verstellung
des Servoplungers 86 nach rechts in die öffnungsstcllung
gebracht. Die Kugel 87 legt sich gegen ihren Ventilsitz 88 an und verhindert einen weiteren
Durchtritt von Gas zur Servosteuerpatrone 48.
Durch Einstellen des Anfangskraftankers 77 auf dem Hauptschaft 73 läßt sich ein vorbestimmter Wert für die
vom Patienten aufzubringende Anstrengung vorgeben, bei welcher das Beatmungsgerät während mechanisch
unterstützter spontaner Atmung eingeschaltet wird. Außerdem läßt sich durch Verstellen der Lage des
Druckankers 78 ein bestimmter Einatmungsüberdruckgrenzwert vorgeben. Die Verstellung der Anker 77 und
78 erfolgi natürlich entsprechend den Eichwerten am Empfindlichkeitssteller 116 bzw. am Druckbcgrenzungsstellcr
122. Die Eichung der Anfangskraftempfindlichkeit erfolgt in Negativwerten von cm Wassersäule
und ist durch die gegen den Uhrzeigersinn größer werdenden Skalenwerte 1 bis 5 angegeben, welche den
beim spontanen Einatmen zum Triggern der Servosteuerpatrone 48 in die »Einschaltstellung« zwecks mechanischer
Atmungsunterstützung benötigten Druckabfall in cm Wassersäule darstellen.
Sobald Beatmungsgas durch das apneustische Steucrventil 282 hindurch der Servoöffnung 177 der Patrone 51 für apneustisches Plateau zugeführt wird, steht die Kammer 178 unter Druck. Die Membran 144 wird nach links beaufschlagt und bringt das Tellerventilglicd 154 aus der normalen Schließstellung in die öffnungsslel-
Sobald Beatmungsgas durch das apneustische Steucrventil 282 hindurch der Servoöffnung 177 der Patrone 51 für apneustisches Plateau zugeführt wird, steht die Kammer 178 unter Druck. Die Membran 144 wird nach links beaufschlagt und bringt das Tellerventilglicd 154 aus der normalen Schließstellung in die öffnungsslel-
t>5 lung. Die Patrone für apneustisches Plateau weist
anstelle dynamischer O-Ringdichtungen eine Membrandichtung auf, da sich bei abnehmenden Oberflächenleit-ΡΐηρητοΚοΓίοη
irr» I ίιιΓρ Hoc HolrioKc %'rtn Λ. I? ιγχτΗιγΊι .
tungen veränderliche Reibungswiderstände ergeben können.
Nach Verstellung des Tellerventilglieds 154 in die Öffnungsstellung tritt das von der Druckgasquelle
kommende Gas durch die Einlaßfitting 171 ein und wieder durch die Auslaßfitting 172 aus, und wird durch
den Schlauch 222 und die Drosselöffnung 221 dem Einaünungsgasanschluß 219 zugeführt
Sobald vermittels der Servosteuerpatrcne 48 ermittelt wird, daß in den Lungen des Patienten ein
vorbestimmter Druckwert erreicht ist, schaltet die Servosteuerpatrone von »EIN« auf »AUS«. Dieser
Vorgang wird dadurch bewirkt, daß bei Druckanstieg in den Lungen des Patienten der Druck in der Druckkammer 102 gleichfalls ansteigt und die Membran 94 eine
Druckkraft ausübt, durch welche der Hauptschaft 73 entsprechend der Darstellung von Fig.7 in der
vorstehend beschriebenen Weise nach rechts in die »Ausschaltstellung« verlagert wird. Damit legt sich die
Kugel 87 gegen ihren Ventilsitz 88 an und verhindert die weitere Zufuhr von Druckgas zum Einwegventil 291 und
zum apneustischen Steuerventil 282 Bei Umschaltung der Servosteuerpatrone 48 in die »Ausschaltstellung«
wird von der Druckgasquelle geliefertes, unter Druck stehendes Gas nicht länger zur Patrone 51 für
apneustisches Plateau zugeführt.
Beim Umschalten der Servosteuerpatrone 48 befindet sich in der Kammer 178 der Patrone 51 für
apneustisches Plateau noch ein bestimmtes Gasvolumen, das unter dem gleichen Druck wie die Druckgasquelle steht. Dieses Gas strömt durch den Schlauch 287,
das apneustische Steuerventil 282 und den Schlauch 238 zum Venturirohr 229. Die zur Entlüftung der Kammer
178 benötigte Zeitspanne wird durch die Stellung des Stellknopfs 284 des apneustischen Steuerventils 282
vorgegeben. Wenn durch den Schlauch 49 Druckgas unter z. B. 3,52 atü zur Einlaßfitting 171 zugeführt wird,
durch die Auslaßfitting 172 austritt und durch den Schlauch 222 und die Drosselöffnung 22t zum
Einatmungsgasanschluß 219 gelangt, wird es auch nach Umschaltung der Servosteuerpatrone 48 in die »Ausschaltstellung« weiterhin dem Einatmungsgasanschluß
219 und somithin dem Patienten zugeführt. Das unter Druck stehende Gas gelangt gleichzeitig zum Einatmungsgasanschluß 219. Nach Umschaltung der Servosteuerpatrone 48 in die »Ausschaltstellung« am Ende
der Einatmungsphase ergibt sich somit noch ein abnehmender, zusätzlicher oder »Topping«-Gasstrom
in der vorstehend beschriebenen Weise durch die sekundären Venturidurchlässe 233 zu den Lungen des
Patienten.
Erst nachdem ausreichend viel Gas aus der Kammer 178 entlüftet worden ist, kann die Schraubenfeder 159
das Tellerventilglied 154 in die Schließstellung zurückstellen, so daß der Druckgasstrom zum Patienten
aufholt. Damit wird das von der Druckgasquelle gelieferte, unter Druck stehende Gas nicht länger zum
s Einatmungsgasanschluß 219 und zum Ausatmungsventil zugeführt, so daß sich das letztere öffnen und der
Patient durch dieses hindurch ausatmen kann.
Das aus dem Ausatmungsventil 308 austretende Ausatmungsgas durchsetzt die Dampf- und Wasserfalle
312, wozu es durch die Durchbrechungen 336 hindurchtreten und das Klappenventil 337 von den Durchbrechungen abheben muß, so daß es nach unten und außen
über den Diffusorteil 324 und entlang der Rippen 323 nach unten strömt und dann fiber den Ringflansch 319
is nach oben durch die mittige Öffnung 318 hindurch zur
freien Atmosphäre entweichen kann. Das Klappenventil zwingt den Patienten, gegen einen abgestuften Überdruck wie z. B. von 3 cm Wassersäule auszuatmen.
Bekanntlich ist besonders wirksam, Patienten mit
Lungenerkrankungen, die eine Verengung der Atemwege zur Folge haben, gegen einen Überdruck ausatmen
zu lassen. Vermittels des Klappenventils wird der Gasdurchsatz bei Maximaldurchsatz sehr wenig verzögert, jedoch kommt es zu einer Verzögerung bei
niedrigen Durchsatzwerten. Die Dampf- und Wasserfalle 312 dient somit sowohl zur Verzögerung als auch zum
Auffangen von im Ausatmungsgas befindlichen Wasserdämpfen innerhalb des Gehäuses 313. Das Gehäuse 313
läßt sich nach Bedarf mühelos von der Ventil- und
Nach Beendigung der Ausatmungsphase verursacht der Patient den Unterdruck in der Druckkammer 102
der Servosteuerpatrone 48, wodurch diese in der vorstehend beschriebenen Weise in die »Einschaltslel
lung« umgeschaltet und ein weiterer Atmungsvorgang
eingeleitet wird.
Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Beatmungs- oder Almungsunterstützungsgerät wird während der apneustischen Haltezeit nach Ablauf der
Einatmungsphase ein zusätzlicher oder Topping-Gasstrom in die Atemwege des Patienten eingeführt. Dieser
Topping-Gasstrom an dem auf die Einatmungsphase folgenden apneustischen Plateau kann während einer
Zeitspanne von 0,25 bis zu 3 Sekunden erfolgen und ist
besonders gut dazu geeignet, lokal aktive Aerosolteilchen in die Atemwege des Patienten »abzuregnen«,
wobei gleichzeitig eine gesteigerte Diffusion und mechanisches Vermischen des Ausatmungsgases in den
Lungen des Patienten erfolgen. Das vorgeschlagene
so Beatmungsgerät weist einen einfachen Aufbau auf und ist leicht herstellbar und verhältnismäßig einfach in
seiner Bedienung. Reinigungs-, Wartungs- und Servicearbeiten sind leicht durchführbar.
Claims (4)
1. Beatmungsgerät mit einer Servosteuerein richtung, zu der ein Steuerventil gehört, das während
einer Einatmungsphase betätigbar ist, um Gas aus einer Druckgasquelle über eine Primärleitung durch
eine Venturianordnung zu einem Patientenadapter zu leiten, an welchem ein Ausatmungsventil
vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (51) zur Aufrechterhaltung eines
apneustischen Plateaudurchsatzes vorgesehen ist, das während der Einatmungsphase und in Abhängigkeit
von einem Einstellglied (282) über die von der Servosteuerpatrone (148) bestimmte Einatmuingszeit
hinaus geöffnet ist, und das Gas aus der is
Druckgasquelle über eine Sekundärleitung (222,219,
302) zu einem Nebenanschluß des Patienteitadapter (306, 307) und zu einem Steuereingang des
Ausatmungsventils (308) leitet
2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine fest eingestellte Drosselöffnung
(221) in der Sekundärleitung (222) zur Regelung der Geschwindigkeit des Gasstrom» aus
dem apneustischen Plateauventil (51) vorgesehen ist.
3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch 2s gekennzeichnet, daß dem Patientenadapter (306,
307) ein Zerstäuber (304) vorgeschaltet ist, und daß das Gas in der Primärleitung (301) über ein
Anschlußslück (303) einem ersten und das Gas in der Sekundärleitung (302) über eine Verbindungsleitung
(309) einem zweiten Eingang des Zerstäubers (304) zugeführt wird.
4. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturianordnung (229)
einen Venturidurchgang (242) zur Bildung eines Hauptstrahls von Gas längs der Primärleitung und
eine zur Bildung eines Sekundärstrahls von Gas (234, 232) dienende Einrichtung enthält, die über eine
Verbindungsleitung (238) mit dem Einstellglied (282) verbunden ist. «o
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