DE2537307C3 - Beatmungsgerät - Google Patents
BeatmungsgerätInfo
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- DE2537307C3 DE2537307C3 DE2537307A DE2537307A DE2537307C3 DE 2537307 C3 DE2537307 C3 DE 2537307C3 DE 2537307 A DE2537307 A DE 2537307A DE 2537307 A DE2537307 A DE 2537307A DE 2537307 C3 DE2537307 C3 DE 2537307C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Beatmungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.
Bei einem bereits bekannten Beatmungsgerät dieser Gattung (DE-AS 19 60 093) führt eine Druckslcuerleitung
zu einer Druckmembran, die beim Klcincrwcrdcn des Druckes in der Drucksteucrlcitung zurückweichi
und eine Gasströmung für die Ausalmungsphasc 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 M
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 Einatmungsphasc ein wählbarer apneustischer Plateaudurchsat/, über
einen bestimmten Zeitraum möglich ist, so daß dem Patienten nach Ablauf des Hauptteils der Einalmungsphase
ein veränderlich einstellbarer, zusätzlicher Gas-Strom zugeführt werden kann, der das Gasvolumen und
die Gasverteilung in den Lungen 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
Beatmungsgeräts,
F i g. 2 ein Seitenaufriß eines Teils des Beatmungsgeräts von Fig. 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.
Fig. 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. 12 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. I,
Fig. 16 ein Querschnitt entlang der Linie 16-16 von
Fig. 15, und
Fig. 17 ein schematischcs Flußdiagramm des Bcatmungsgcräls.
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 Standplattc 23 mit zwei Rädern 24, vermittels welcher das Gerät mühelos verfahrbar ist. Ein auf der
Standplatte 23 befindlicher Anschlußslutzcn 26 ist über
eine Schlauchleitung 27 mit einer Quelle von Gas wie z. B. Sauerstoff verbunden. Das Gas strömt vom
Anschlußstulzcn 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 Flügelschraubenverbinder 29 versehen,
welcher seinerseits mit einem hier nicht dargestellten
Sauerstofr-Zumischgerät des in der US-PS 37 27 627
beschriebenen Typs verbindbar isu Das freie Ende des Rohrs 27 kann auch wie in Fig, I dargestellt
unmittelbar mit dem Beatmungsgerät 20 verbunden sein,
Pas kastenförmige Gehäuse 21 besteht aus einem
U-förmigen Gehäuseteil 31, das aus Metallblech hergestellt ist und eine Dackenwand 32 und die beiden
Seitenwände 33 und 34 bildet Weiterhin umfaßt das Gehäuse eine als Vorderwand dienende Frontplatte 36
und einen U-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 Seitenwänden. 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 einen Seite eines Filters 43 verbunden. Das von der Gasquelle zugeführte
Druckgas weist im allgemeinen einen zwischen 3,! 6 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 T-Stück
46 verbunden. Das eine Ende des 71StUCkS ist über einen
Schlauch 47 mit dem Einlaß einer als Servosteuervorrichtung dienenden Servosteuerpatrone 48 verbunden,
während das andere Ende des Γ-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 Palrone 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 Palrone ausgebildeten dreiecksförmigen Halterungen 54 abslül/l.
Die in Form einer Servostcucrpalronc ausgebildet Servosteucrvorrichlung 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 dim Randflansch 58
gegenüberliegenden Seile von der Bodenwand 57 vor. Der zylindrische Abschnitt 59 ist hohl ausgebildet und
weist sich in Absländen gegenüberliegende Öffnungen 61 und 62 auf. Ein auf; z. B. durchsichtigem Kunststoff
hergestellter hohlzylindrischcr Sleuerlcil 63 ist mil dem
einen T.ndc in das äußere Ende des zylindrischen Abschnitts 59 eingesetzt und in diesem durch eine
Mctallschclle 64 gehalten, die nach Einsetzen des Steucrtcils 63 über das äußere Ende des zylindrischen
Abschnitts 59 aufgeschoben ist. Innerhalb des Stcucrteils
63 ist diametral eine durchgehende Wand 66 ausgebildet. Im Steuerteil 63 ist ein Durchlaßkanal 67
ausgebildet, der als Druckcinlaßöffnung 68 dicnl, welche
normalerweise mil 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 Anziehungsbereich 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 riner 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 dargestellte.)) 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 mil 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 hindurch.
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 Etrmfindlichkeitsanschlac 111 eineeschraubte Anschlag-
schraube (12 durchgreift einen Schiit/. 113 im
zylindrischen Abschnitt 98 und steht in einen Schiit/. 114 eines Empfindlichkeitsstellers 116 hinein vor, welcher
zum Verdrehen des verstellbaren Empfindlichkeitsanschlags 111 dient. Ein O-Ring 117 dient als Reibungsglied zwischen dem Empfindlichkeitsanschlag 111 und
der Innenwand des zylindrischen Abschnitts 98, wobei der Empfindlichkeitsstellcr 116 durch die Anschlagschraube
112 gehalten ist.
Der Abschnitt 98 trägt eine Rastnabe 121. die
ihrerseits einen verstellbaren Druckbegrcnzungsstcller
122 trägt. Der Druckbegrenzungssteller 122 ist auf die
Außenseite des zylindrischen Abschnitts 98 aufgeschraubt und mit einem nach innen vorstehenden Stift
123 versehen, welcher in Eingriff bringbar ist mit einem
zur Drehbegrenzung des Druckbegrenzungsstellers 122 dienenden Anschlag 124 an dem zylindrischen Abschnitt
98. Der Druckbegrenzungssteller 122 und der Empfind-
knopf 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 mit einer Innenfläche des Druckbegrenzungsstellers 122. Eine
zwischen der Feder 136 und dem Druckbegren/ungssteller 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
Reibungswiderstand* 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 Dichtungshaltering
149, welcher in den verbreiterten Abschnitt 141a eingeschraubt ist. Eine biegsame Dichtung 151 ist an
ihrem Außenrand zwischen Dichtungshaltering 149 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 ein«.-m Ventilschaft 153 eines Tellerventilglicds
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.
ίο Ein Manometer 163 ist vermittels eines angesetzten
Schraubcnnippcls 164. der durch einen Uförmigen llaltebügcl 166 durchgeführt und an diesem vermittels
einer Mutter 167 gehalten ist. an der l'rontplattc 36 gehalten. Der Befestigungsstutzen 162 ist auf den
Schraubcnnippcl 164 aufgeschraubt und hält damit die
Patrone 51 auf dem äußeren Ende des Schraubcnnippcls 164 fest.
Eine Einlaßfitting 171 und eine Auslaßfitting 172. die
in das Gehäuse i4i emgcscMraubi sind, stehen iiiif
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 Endhalte-
>ί k pe 146 befindet sich eine Servoöffnung 177. die mit
einer Kammer 178 auf einer Seite der Membran 144 in Verbindung steht.
Der Sei.lauen 47 ist mit einem Anschlußnippel 181
verbunden, der mit dem einen Ende des Durchlaßkanals
so 67 verbindet. Das andere Ende ist durch einen Stopfen 182 verschlossen. Die Auslaßöffnung 71 ist über einen
AnschlulJnippcl 183 mit einem Schlauch 184 verbunden,
welcher zu einem Γ-Stück 186 geführt ist. Das eine Ende des 7~-Stücks 186 steht über einen Schlauch 187 mit
)ί einem Anschlußnippel 188 in Verbindung, der an einem
Durchsatzstcucrventil 189 bekannter Ausführung befestigt ist. Das Durchsatzstcuervcntil 189 weist einen
Stellknopf 191 auf. mit dem der Gasdurchsatz durch das Durchsatzstcuerventil 189 durch einen in den Vcntilkörper
193 eingesetzten Anschluß 191 veränderlich einstellbar ist. Der Anschluß 192 ist über einen Schlauch
194 mit pinpm T-Stiirk 196 verbunden, welches an einem
Ende über einen weiteren Schlauch 197 mit einem Einwegventil 198 verbunden ist.
,•ί Wie aus Fig. 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.
Entsprechend Fig. 13 weist der mittige Ventilkörper 201 einen zylindrischen Abschnitt 201a kleine, in
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
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-Slück 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 Γ-Slücks 217 ist über
eine Drosselöffnung 221, einen Schlauch 222 und ein Knie 223 mit der Auslaßfilting 172 verbunden (siehe
F ig. 4).
Das Ende des T-Stücks 196 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 Vcntiirihauptkanal 231 zentrisch zur
Düse 232 für den Venturihauptgasstrahl. In der Düse 232
sind um den mittigen Venturihauptkanal 231 herum mehrere zusätzliche, zur Ausbildung sekundärer Ventu- y>
ristrahlen dienende Durchlässe 233 ausgebildet. Diese Durchlässe 233 stehen in Verbindung mit einem
Durchlaß 234 in einem weiteren Block 236. Ein Anschluß 237 an dem Biock 23ö ist mit einem Schlauch 238
verbunden. Die Düse 232 ist in ein T-förmiges Gehäuse
239 eingesetzt, das an einem Ende in ein Ventilgehäuse 241 eingeschraubt ist. welches einen Venturikanal 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 zueinanuer parallele, radial verlaufende flansche 246
und 247 auf. 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. J5
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 außenliegende Ende des Venturigehäuses 241 bringbar ist. Ein in die Außenseite des Venturigehäuses
241 eingesetzter O-Ring 256 bewirkt eine einwandfreie
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 Servosteuerpatrone 48 verbunden.
Der Auslaß 263 des Schiebergehäuses 248 ist mit einem T-Stück 264 verbunden. Ein Ende des T-Stücks
264 ist an einem Beatmungsschlauchanschluß 266 befestigt, der an der Frontplatte 36 angeordnet ist und
sich als erster Auslaß bezeichnen läßt. Der Beatmungsschlauchanschluß 266 ist an der Frontplatte 36
vermittels einer aufgeschraubten Mutter 267 befestigL Das andere Ende des T-Stücks 264 trägt ein
Überdruck-Sicherheitsventil 268.
Das Überdruck-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 27Z 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 Ventilglied 273 ist durch eine Feder 277 gegen den Ventilsit/ 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 Sieuerveniil 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 28B (Fig. b). 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 Schlauchhaltestangc 296 ist an der Frontplatte
36 gleitend verschiebbar in einer Halterung 297 gelagert.
Wie in F i g. 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 Beatmungsschlauchs 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 über einen Schlauch 311 mit dem ΔttcütmitniTcv/Antil "?OÄ vprSnnrlpn Das AiicQtmiincrcvpn-
c · - ■ ■ c-
til 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 hohl/.ylindrischen Teils 322 angeordnete kreisrunde Platte 333 liegt auf den oberen
Enden der Rippen 323 auf und weist nach unten vorstehende Nasen 334 auf. die elastisch über das untere
Ende des hohl/.ylindrischen Teils 322 aufsteckbar sind und die Platte 333 innerhalb des hohl/.ylindrischen Teils
;„ du··»
Vermittels des Slellknopfs 191 wird dann der
Durchsatz eingestellt, indem ein an dem Stellknopf befindlicher {nicht dargestellter) Pfeil in die I2-Uhr-Stellung
des Uhrzeigers gebracht wird.
Der von Hand betätigbare 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
ίο wird. Durch Herausziehen des Zeitstellknopfs 131 wird
das BeatmungsgerHt »eingeschaltet«. Der Zerstäuber 304 sollte nunmehr einen dichten Aerosolnebel abgeben.
Der Zeitstellknopf 131 wird nun wiederum in die »Ausschnltstclliing« niedergedrückt. Nach Ausschaltung
sollte der Zerstäuber 304 über einen (zwischen 0,25 bis 3 Sekunden betragenden) bestimmten Zeitr.uim
weiterhin einen Aerosolnebel abgeben. Dieser Zeitraum entspricht der apneustischen Durchflußzeit. Der Stell
angeordnete Durchbrechungen 336 auf. Ein schirmartiges Klappenventil 337 aus /.. U. 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 337;/, 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 Patientenadapter 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.
ηιιι/μι
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Anschlag verdreht und dadurch in die Minimalstellung (0,25 Sekunde) gebracht. Das lleatmungsgcrät 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 apncustisches Plateau, und durch den Schlauch 47 der Servosteuerpatrone 48 zugeführt.
Wenn nun angenommen wird, daß der Zeitstcllknopf 131 aus der in Fig. 7 dargestellten Lage nach links
ίο verstellt wird, wird der Hauptschaft 73 nach links
verlagert, wodurch die Servoplattc 82 und die Fitting 84
gleichfalls nach links verlagert werden. Durch die Verlagerung der Fitting 84 nach links wird der
Scrvoplunger 86 nach links verlagert und gelangt in
J5 Eingriff mit der Kugei 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.
Während dieser »Einschalt« oder »Öffnungszeit« führt
der allseitig an der Kugel 87 vor^eiströmcndc Druckirasstrom dazu, daß die Kugel an dem F.ndc 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
w und 187 zum Durchsatzsteuerventil 189, und von diesem
durch die Schläuche 194 und 226 zum Venturihauptkanal 231 des Venturirohrs 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 F i g. 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 Überdrucks am Ventilglied
274, durch den das Ventil geöffnet wird, so daß das Gas durch den Beatmungsgasschlauchanschluß 266 hindurch
austreten und über den Beatmungsschlauch 301, den Zerstäuber 304. das Γ-Stück 306 und das Mundstück 307
'■5 zum Patienten gelangen kann. Gleichzeitig wird
Einatmungsgas durch den Schlauch 197 und das Einwegventil 198 hindurch dem an der Frontpiatte 36
befindlichen Einatmungsgasanschluß 219 zugeführt Der
mit dem Einatmungsgasarrschluß 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.
Der Druck des dem Patienten zugeführten Gasstroms wird vermittels des mit dem ßeatmungsschlauchanschluß
266 verbundenen Manometers 163 gemessen. Außerdem wird der Druck über den Schlauch 262 an die
Druckabtastöffnung 97 der Servosteuerpatrone 48 r>
angelegt.
Das Einatmungsgas wird über den Schlauch 292, das Einwegventil 291, das apneustische Steuerventil 282,
den Schlüuch 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 Vcnturigasstrahlen 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 apntustisches Plateau und bringt diese in die Öffnungsstellung. Zusätzliches
Einatmungsgas wird dem Einalmungsgasanschluß 219 jo über den verengten Durchlaß 271 in einem durch die
Größe des Durchlasses 271 vorgegebenen Durchsalz zugeführt. Dem Durchlaß 271 wird das Einatmungsgas
über den Schlauch 222 von der Patrone 51 für apneustisches Plateau zugeführt, die ihrerseits durch ii
der, Schlauch 49 gespeist wird. Dieses zusätzliche Einatmungsgas führt zu einer Steigerung des Gasdurchsatzes
durch den Zerstäuber 304.
Während der Einatmungsphasc des Beatmungsgerät*
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 der Einatmungsphasc. Der Einatmungsgasdurchsatz gibt dabei das Einaimungszer- 4S
stäubungsvolumen vor. Bei Durchsatzsteigerung nimmt der Druck des von der Düse 232 abgegebenen primären
Venturihauptgasstrahls zu, mit entsprechender Durchsatzsteigerung im Atmungskreis. Bei dem erfindungsgemäßen
Beatmungsgerät wird der Einatmungsgasgrunddurchsalz 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 apneususchen 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 erfindungsgemäßcn
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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 cmJ Beatmungsgas pro Sekunde zugeführt werden, so daß
dementsprechend während einer maximalen Zeitspanne von 3 Sekunden für das apneustische Plateau bis zu
600 cmJ 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 Servosteuerpatrcne 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 e. 7 nach rechts verlagert werden. Dadurch wird der Servop'unger 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 Durchflußgeschwindigkeit 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 Durchsat?, 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-« und »Ausschaltstellung« wird der
Hauptschaft 73 in der beschriebenen Weise zwischen den magnetischen Kupplungen für das »Ein-« und
»Ausschalten« hin und herbewegt
In der »Ausschaltstellung« derServosteuerpatrone48
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 den Sitz 88 beaufschlagt Vermittels der
magnetischen Anziehungskraft des Ringzylindermagneten 79 wird der Anker 77 festgehalten, so daß über den
Hsuptschaft 73 und die Servoplatte 82 der Servoplunger
68 außer Eingriff mit der Kugel 87 gehalten ist In der »Einschaltstellung« 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 Dmckeinlaßöffnung 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 beim
öffnen des Kugelventils (und maximaler Anfangskraftempfindlichkeit) 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 »Einschalistellung« in Eingriff mit der Kugel 87 gelangt.
Wenn sich der Druckbegrenzungsanker 78 zum vorderen Magnetfeld des Ringzylindermagneien 79 hin
verlagert, wird er durch die Anziehungskraft des Magneten rasch angezogen. Der entgegengesetzte
Effekt ergibt sich, wenn der Anfangskraftanker 77 fortschreitend aus dem Anziehungsbereich des hinteren
Magnetfeldes herausbewegt wird. Aufgrund der proportionalen 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 Servomembran 94, die
entsprechende Servostellkrafle 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 Lungenatemwegen 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 Fig.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 »Einschalte-Servokraft größer ist als die zum
Abheben des Anfangskraftankers 77 ausgeübte, eingestellte Anziehungskraft In diesem Zeitpunkt verlagert
is 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 Atmungskre» zugeführt wird, steigen die Drücke innerhalb des physiologischen und
mechanischen Beatmungssystems an. Gegenüber dem vorstehend beschriebenen Druckabfall an der Servo
membran, welcher die Umschaltung in die »Einschalt
stellung« 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 Öffnungsstellung gebracht. Die Kugel 87 legt sich gegen ihren
Ventilsitz 88 an und verhindert einen weiteren
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
*5 unterstützter spontaner Atmung eingeschaltet wird.
Außerdem Pißt sich durch Verstellen der Lage des Druckankers 78 ein bestimmter Einatmungsüberdruckgrenzwert vorgeben. Die Verstellung der Anker 77 und
78 erfolgt natürlich entsprechend den Eichwerten am
so Empfindlichkeitssteller 116 bzw. am Druckbcgrenzungssteller 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 Steuer
ventil 282 hindurch der Servoöffnung 177 der Patrone
Sl für apneustisches Plateau zugeführt wird, steht die Kammer 178 unter Druck. Die Membran 144 wird nach
links beaufschlagt und bringt das Tellerventilglied 154 aus der normalen Schließstellung in die Öffnungsstel
lung. Die Patrone für apneustisches Plateau weist
anstelle dynamischer O-Ringdichtungen eine Membrandichtung auf. da sich bei abnehmenden Oberflächenleiteigenschaften im Laufe des Betriebs von O-Ringdich-
tungen veränderliche Rejbungswiderstände ergeben
können.
Nach Verstellung des Tellerventilglieds 154 in die
Öffnungsstellung tritt das von der Druckgasquelle kommende Gas durch die EinlaBfitting 17t ein und
wieder durch die Auslaßfitting 172 aus, und wird durch
den Schlauch 222 und die Drosselöffnung 221 dem Einatmungsgasanschluß 219 zugeführt
Sobald vermittels der Servosteuerpatrone 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 weiche 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 langer 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
17P 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 EinlaBfitting 171 zugeführt wird,
durch die Auslaßfitting 172 austritt und durch den Schlauch 222 und die Drosselöffnung 221 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 Einatmungsphasc 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 Pruckgssstrom zum Patienten
aufhört Damit wird das von der Druckgasquelle gelieferte, unter Druck stehende Gas nicht langer 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
ίο 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 über den Ringflansch 319
nach oben durch die mittige öffnung 318 hindurch zur
freien Atmosphäre entweichen kann. Das Klappenventil zwingt den Patienten, gegen einen abgestuften Oberdruck wie z.B. von 3cm Wassersäule üaszuatmen.
Bekanntlich ist besonders wirksam, Patienten mit
Lungenerkrankungen, die eine Verengung der Atemwege zur Folge haben, gegen einen Überdruck ausatmen
zu lassen. Vermittels des KJappenventiis 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 »Einschaltstel
lung« umgeschaltet und ein weiterer Atmungsvorgang
eingeleitet wird.
Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Beatmungs- oder Atmungsunterstützungsgerät 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
Beatmungsgerät weist einen einfache? Aufbau auf und
ist leicht herstellbar und verhältnismäßig einfach in seher Bedienung. Reinigungs-, Wartungs- und Servicearbeiten sind lebht durchführbar.
Claims (4)
1. Beatmungsgerät mit einer Servosteuereinrichtung,
zu der ein Steuerventil gehört, das während einer Einatmungsphase betätigbar ist, um Gas aus
einer Druckgasquelle über eine Primärleitung durch eine Ventilanordnung zu einem Pattentenadapter
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 Einatmungszeit hinaus geöffnet ist, und das Gas aus der '5
Druckgasquelle über eine Sekundärleitung (222,219,
302) zu einem Nebenanschluß des Patientenadapter (306, 307) und zu einem Steuereingang des
Ausatmungsventils (308) leitet.
2. Rectmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß eine fest eingestellte Drosselöffnung (221) in der Sekundärleitung (222) zur
Regelung der Geschwindigkeit des Gasstroms aus dem apneustischen Plateauventil (51) vorgesehen ist
3. Beatmungsgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß dem Patientenadapter (306,
307) ein Zerstäuber (304) vorgeschaltet ist, und daß das Gas in der Primärleitung (301) über ein
Anschlußstück (303) einem ersten und das Gas in der Sekundärleitung (302) über eine Verbindungsleitung
(309) einem zweiten Eingang des Zerstäubers (304) zugeführt wird.
4. Beatmungsgerät nac.r Anspruch I, dadurch
gekennzeichnet, daß die Venturianordnung (229) einen Venturidurchgang (2.2) zur Bildung eines
Hauptstrahls von Gas längs der Primärlcitung und eine zur Bildung eines Sckundärstrahls von Gas (234,
232) dienende Einrichtung enthält, die über eine Verbindungsleitung (238) mit dem Einstellglicd (282)
verbunden ist.
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