DE2735555A1

DE2735555A1 - Beatmungsgeraet fuer die notversorgung

Info

Publication number: DE2735555A1
Application number: DE19772735555
Authority: DE
Inventors: Detlef Warnow; Hans-Joerg Ziebrecht
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1979-02-15
Also published as: US4227519A; GB2001857B; IT1103088B; ES470775A1; SE7806242L; IT7809553A0; BR7804979A; JPS5431996A; FR2399254A1; NL7806780A; FR2399254B3; GB2001857A; CH633189A5; DE2735555C2; CA1103126A

Description

Prä gerwerk Aktiengesellschaft

Moislinqer Allee 53-55, 2400 Lübeck Beatmungsgerät für die Notversorgung

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Die Erfindung betrifft ein pneumatisch gesteuertes Beatmungsgerät für die Notversorgung entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Zweck der Erfindung ist ein einfaches Beatmungsgerät, mit dem, wenn notwendig auch durch Laienhelfer, eine sichere 3eatmung von Verunglückten durchgeführt werden kann. Es soll von einer zusätzlichen Energieversorgung unabhängig sein; dazu muß das Beatmungsgas als Vorrat in dem transportablen, also leichten und kleinen Beatmungsgerät, vorhanden sein.

Ein bekanntes Beatmungsgerät, das sich insbesondere für die Ausbildung als tragbares Gerät eignet, ist aus pneumatischen Bauelementen aufgebaut. Die Zuführung des die Atmung des Patienten unterhaltenden Atemgases erfolgt über ein Rohrleitungssystem zu einer zum Patienten führenden Öffnung und zu einem Steuerventil, das eine Auslaßöffnung für das Atemgas in die Umgebung besitzt. Das Steuerventil besitzt eine Steuerkammer, mit der die Abgabe des Atemgases aus der Auslaßöffnung geregelt wird und dementsprechend selektiv Einatmungs- und Ausatmungszustände an der zum Patienten führenden Leitung geschaffen werden. Die Verhältnisse von Einatem- zu Ausatemdauer können variiert werden, um eine Anpassung an unterschiedliche Erfordernisse zu ermöglichen. Es ist sowohl eine volumenbegrenzte Betriebsart, bei der dem Patienten ein konstantes Gasvolumen zugeführt wird, als auch eine druckbegrenzte Betriebsart möglich. Auf jeden Fall erfolgt eine konstante Leitung des Atemgases an dem Patienten vorbei. Nachteilig ist der verhältnismäßig komplizierte Aufbau des Gerätes, aus dem sich entsprechend viele Bauelemente mit ihren Abmessungen und Gewichten ergeben. Die komplizierte pneumatische Steuerung ist nur schwer zu über-

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sehen. Die größte Schwierigkeit dürfte aber in dem hohen Atemgasverbrauch liegen. Er sollte für ein Transportgerät so gering wie möglich sein. Ein Verbrauch darf nur zur direkten Beatmung erfolgen. Das kontinuierliche Vorbeiströmen des Atemgases bestimmt den hohen Verbrauch. (DT-OS 25 25 359).

Es ist eine Steuerung in einem Beatmungsgerät bekannt, das unter Verwendung von pneumatischen Bauelementen eine automatische assistierende und kontrollierte Beatmung von Patienten ermöglicht. Die Steuerung erfolgt aus einer Druckkammer heraus, an die über einen Injektor die Atemgasversorgung und die Patientenleitung angeschlossen sind. Durch einen Inspirationstrigger und einen Exspirationstrigger, die durckgesteuert sind, wird der Druckkammer zur Weiterleitung an den Patienten Atemgas zugeführt. Dazu wird durch Unterdruck beim Einatmen der Zuführhahn ^öffnet, der sich nach Einstellung des Normaldruckes wieder schließt. Druckgesteuerte Geräte sind für viele Fälle der Ersten-Hilfe-3eatmung nicht verwendbar, da sie den Verunglückten kein konstantes Beatmungsgasvolumen zuführen. Die Patienten erzeugen durch in der Menge unterschiedlich anfallendes Atemwegsekret einen sich häufig ändernden Gegendruck gegenüber dem zuzuführenden Atemgas. Bei einem druckgesteuerten Atemgerät führt das dann zu unterschiedlichen Beatmungsvolumen im alveolaren Lungenbereich. (DT-OS 19 51 637).

Aufgabe der Erfindung ist, ein Beatmungsgerät für die Versorgung in akuten Fällen mit einer pneumatischen Steuerung unter Einhaltung einwandfreier physiologischer Beatmungsparameter in bezug auf die Beatmungsfrequenz, das Beatmungsvolumen und das Atetnzettverhältnis zu schaffen.

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Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit wenigen bewährten Sauelementen möglich ist, ein kleines und sicher arbeitendes Beatmungsgerät für Notversorgungen zu erhalten. Mit dem vorgewählten konstanten Atemzeitverhältnis 1 : 1,5, das sowohl für Kinder wie auch für Erwachsene für die Notversorgung außerhalb der Klinik ein günstiger Wert ist, wird nur durch freie Wahl der Beatmungsfrequenz und des dazu passenden Beatmungsvolumens bereits eine Anpassung der Beatmung mit einwandfreien physiologischen Beatmungsparametern an den jeweiligen Patienten möglich. Durch den im Beatmungsgerät vorhandenen und unter Druck stehenden Atemgasvorrat werden in einfacher Weise alle Steuer- und Schaltfunktionen selbsttätig ausgeführt. Die Beatmungsfrequenz und das Beatmungsvolumen sind nach Wunsch einstellbar.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch 3.

Mit dieser Lösung wird unter Benutzung der bekannten Beatmingsfrequenzwerte und dem dazu passenden Beatmungsvolumen sowohl für Kleinkinder, Kinder und Erwachsene durch die entsprechende Auslegung der Kupplungselemente für das Beatmungsgerät eine Einknopfbedienung erreicht. Damit wird es für akute Notfälle auch für medizinische Laienhelfer anwendbar. Es ist dann lediglich durch eine Verstelleinrichtung an den Patienten anpassbar. Beatmungsfehler durch eine falsche Einstellung sind praktisch ausgeschlossen.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Das Beatmungsgerät wird über den funktionellen Zusammenhang dargestellt. Aus dem Atemgasvorrat 1, der unter Druck steht, fließt das Atemgas über das Filter 2, den Hauptschalter 3, über die Leitung 4 zum 2. Steuerventil 5, das für eine 3/2-Funktion ausgelegt ist. Bei 31 ist an die Leitung 4 die Leitung 6 angeschlossen, die über das Regulierventil 7 als Leitung 8 zum 1. Steuerventil 9, das eine 5/2-Funktlon besitzt, weitergeführt ist. Die beiden Steuerventil» 5 und 9 bilden zusammen mit dem 2. Volumen 10 und dem 1. Volumen 11 die Zeitsteuereinheit 12. Die beiden Steuerventile 5 und 9 sind mit einer mechanischen Hängung ausgerüstet, so daß sie erst bei Erreichen eines bestimmten Schaltdruckes schalten. Das 1. Steuerventil 9 ist durch die Feder 13 ein monostabiles Schaltelement mit einer Vorzugsdurchsteuerung der Leitung 8 nach der Steuerleitung 14, mit der über das 1. Volumen 11 das 2. Steuerventil 5 angesteuert ist.

Während der Zeitkonstanten T^, die sich aus dem pneumatischen Widerstand R des Regulierventils 7 und der Kapazität C₁^ des 1. Volumens 11 ergibt, erfolgt bei 15 eine Ansteuerung des 2. Steuerventils 5 mit kontinuierlichem Druckanstieg. Mit dem Erreichen des Schaltdruckes steuert die Leitung 4 auf Leitung 16 durch, das 2. Steuerventil 5 bleibt dann stabil in dieser Durchsteuerung stehen. Der Druck aus der Leitung 4 erreicht dann über die Leitung 16 die Ansteuerung 17 des 1. Steuerventils 9 und schaltet dort die Leitung 8 auf die Steuerleitung 18. Dabei wird gleichzeitig die Steuerleitung 14 über die Entlüftung 19 frei. Über die Leitung

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fließt das Atemgas durch das Flowventil 20 und die Leitung 21 zum Benutzer, dem Patienten 22. Mit dem Ende der Zeitkonstanten T^ beginnt also die Einatmung. An die Leitung 21 sind ein Druckbegrenzungsventil 23 und das in der Ausatemphase entlüftende Ventil 24 angeschlossen. Das Beatmungsventil 25, dem Patienten 22 vorgeschaltet, erlaubt den Durchfluß des Atemgases und steuert die Ausatmung des Patienten in die Atmosphäre.

Mit der Umsteuerung der Leitung 8 auf die Steuerleitung beginnt die Zeitkonstante T_, die die Einatemzeit bestimmt. Dabei wird über die Steuerleitung 18 und das 2. Volumen bei 26 das 2. Steuerventil 5 angesteuert. Nach Erreichung des Schaltdruckes wird durch Schaltung der Durchgang von Leitung 4 nach Leitung 16 gesperrt und damit mit dem Ende der Zeitkonstanten Tp auch die Einatmung beendet. Die Leitung 16 wird über die Entlüftung 27 entlüftet. Die Zeitkonstante Tp ergibt sich aus dem pneumatischen Widerstand R des Regulierventils 7 und der Kapazität C₁₀ des 2. Volumens 10. Mit dem Ende der Zeitkonstanten T_ und dem erneuten Beginn der Zeitkonstanten T₁ fließt kein Atemgas mehr zum Patienten 22, das Ventil 24 wird druckfrei und entlüftet die Leitung 21. Der Patient 22 kann über das Beatmungsventil 25 ausatmen. Mit der Entlüftung der Leitung 16 wird gleichzeitig die. Ansteuerung 17 des 1. Steuerventils 9 drucklos, durch die Feder 13 wird dann die Leitung 8 wieder auf die Steuerleitung 14 gesteuert. Es läuft damit wieder die Zeitkonstante T₁ mit dem Beginn des Druckanstieges im 2. Steuerventil 5.

Die Zeitkonstante die Zeitkonstante T_ = R

bestimmt die Länqe der Ausatemzeit und

die Länge der Einatemzeit.

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T C Das Atemzeitverhältnis ist 2 _Λ 10

T ⁼ C 1 ^H

Durch eine bestimmte Wahl der beiden pneumatischen Vo

T lumen 10 und 11 ist das Atemzeitverhältnis _J? als Kon

T stante festgelegt. 1

Die Beatmungsfrequenz ergibt sich mit C₁₁ + C₁Q = K zu

1 1_

als Funktion des mit dem Regulierventil 7 sich ändernden pneumatischen Widerstandes R.

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Das Atemzeitverhältnis mit ·=— = -z—r- , durch die entsore-

chend gewählten beiden Volumen 10 und 11 festgelegt, gestattet für die Notversorgung von akut gefährdeten Patienten außerhalb der Klinik zur Erhaltung der Vitalfunktionen sowohl für Kleinkinder, Kinder und Erwachsene die Festlegung zueinandergehorender Werte von Beatmungsfrequenz und Beatmungsvolumen. Dabei ergaben sich z.B. folgende Zuordnungen:

Für Erwachsene Beatmungsfrequenz 15/Min. Beatmungsvolumen

700 cm³,

für Kinder 3eatmungsfrequenz 30/Min. Beatmungsvolumen

200 cm³.

Das Regulierventil 7 regelt die Beatmungsfrequenz, mit dem Flowventil 20 wird das Beatmungsvolumen geregelt. Das Regulierventil 7 und das Flowventil 20 sind über die Kupplungselemente 28 und 29 miteinander verbunden. Mit einer Drehung der Verstelleinrichtung 30 verstellen sich sowohl

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das Regulierventil 7 und das Flowventil 20. Mit entsprechender Auslegung der Kupplungselemente 28 und 29 werden damit bei Betätigung der Verstelleinrichtung 30 jeweils die gewünschten Zuordnungen Beatmungsfrequenz - Beatmungsvolumen automatisch eingestellt.

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-Aö-

e e rs e 11 e

Claims

Patentansprüche

1. Pneumatisch gesteuertes Beatmungsgerät für die Notversorgung, mit dem dem Benutzer aus dem Atemgasvorrat eine in dem Regelventil nach der Menge eingestellte Atemgasmenge zugeführt wird und die Ein- und Ausatemzeit einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zeitsteuereinheit (12) mit einem mit dem Atemgasvorrat (1) jüber ejin Regulierventil (7) verbundenen 1. Steuerventil (9) und ein mit diesem über eine Steuerleitung (14) mit einem bestimmten 1. Volumen (11) über eine Ansteuerung (15) und eine weitere Steuerleitung (18) mit einem bestimmten 2. Volumen (10) über eine Ansteuerung (26) verbundenes 2. Steuerventil (5) enthält, über das in der Einatemphase über ein Flowventil (20) und ein Beatmungsventil (25) eine Atemgasverbindung von dem Atemgasvorrat (1) zum Patienten (22) besteht und in der Ausatemphase das 3eatmungsventil (25) für die Ausatmung zur Atmosphäre geöffnet ist.

2. Pneumatisch gesteuertes Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Atemzeitverhältnis durch

Zl 2. Volumen (10) 1
T₁ ⁼ 1. Volumen (11) ⁼ 1,5

konstant festgelegt ist.

3. Pneumatisch gesteuertes Beatmungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierventil (7) und das Flowventil (20) über Kupplunqselemente (28, 29) miteinander verbunden sind und eine gemeinsame Verstelleinrichtung (30) besitzen.

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