DE2745528A1 - Beatmungssystem - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Beatmungsgeräte. Bei Atemausfall, wie beispielsweise bei Lungenkrankheiten, Brustverletzungen und Muskelkrankheiten, ist es erforderlich, die Lungen eines Patienten künstlich zu beatmen. Eine derartige Beatmung wurde durch Beatmungsgeräte durchgeführt. Bekannte Beatmungsgeräte weisen jedoch bezüglich eines hohen Genauigkeitsgrades, einer vorbestimmten Zuverlässigkeit und einer Unabhängigkeit der Steuerung unterschiedlicher Parameter bezüglich des Tiefatmens, der Atemunterstützung, der Atempause usw. Nachteile auf. Bei den bekannten Geräten bestehen Zwischenwirkungen zwischen den einzelnen Einstellungen, so daß, wenn eine Steuereinstellung eines Parameters eingestellt ist, unerwünschte Änderungen eines oder mehrerer anderer Einstellungen oder Parameter erfolgten. Wenn bei einer einzelnen Einstellung eine Veränderung durchgeführt wurde, mußten die meisten der anderen Einstellungen überwacht werden, und es mußten entsprechende Nachstellungen durchgeführt werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Beatmungsgeräte ist das Fehlen der Zusammenfassung vieler Betriebsarten in einem einheitlichen System, insbesondere Fehlen des Einbaus der IMV-Betriebsart. Weiterhin fehlte bei den bekannten Beatmungsgeräten die Feststellung von Fehlfunktionen und die entsprechende Auslösung von Alarmen. Es gibt kein ausgedehntes Alarmsystem, welches einen Ausfall in der Elektronik in den pneumatischen Einrichtungen und im Patientenkreis anzeigt.

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Die Erfindung betrifft ein beatmungssystem, mit dem einem Patienten eine Atmungsgasströmung unter Druck zugeführt wird, wobei Schieber auf Steuersignale ansprechen, um die Gasströmung zum Patienten zur Ein- und Ausatmung zu steuern. Einstelleinrichtungen sind vorgesehen, die mehrere einzelne vorbestimmte Schwellenwertsignale erzeugen und Signaleinrichtungen erzeugen wenigstens ein gemeinsames veränderliches Signal. Jedes Schwellenwertsignal wird mit dem gemeinsamen veränderlichen Signal verglichen, um mehrere Steuersignale zu erzeugen. Die Steuersignale werden den Schiebern zugeführt, um die Gasströmung zum Patienten zu steuern, wobei die Einstelleinrichtungen kontinuierlich eingestellt werden können, um eines oder mehrere der Schwellenwertsignale zu verändern, ohne das andere Schwellenwertsignal zu verändern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Beatmungsgerätes ,

Fig. 2 eine Detailansicht der Frontplatte des Beatmungsgerätes ,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Beatmungsgerätes,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der pneumatischen Steuereinrichtung,

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Fig. 5A-B ein Blockschaltbild der elektronischen Steuereinrichtungen,

Fig. 6 ein Blockschaltbild der Fühleinrichtung, Fig. 7 ein Blockschaltbild der Auswahleinheit, Fig. 8 ein Blockschaltbild des Rechners, Fig. 9 ein Blockschaltbild des Prozessors, Fig.10 ein Blockschaltbild der Alarmeinheit,

Fig.11 eine schematische Darstellung der pneumatischen Steuerung,

Fig.12 ein Blockschaltbild der Darstellungseinheit,

Fig.13 ein Blockschaltbild der logischen Tore der Auswahleinheit,

Fig.lH ein Blockschaltbild für die Alarmeinheit, Fig.15 ein Blockschaltbild des Spirometerprozessors,

Fig.l6 ein Blockschaltbild der Auswahltore der Auswahleinheit,

Fig.17 ein Blockschaltbild der Treibertore des Prozessors,

Fig.18 ein Blockschaltbild der Zähltore des Prozessors und

Fig.19 ein Blockschaltbild der logischen Tore des Rechners.

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Das in Fig. 1 dargestellte Beatmungsgerät kann unabhängig lebenswichtige Atmungsparameter bei der künstlichen Beatmung steuern, wie beispielsweise tiefes Atmen, Hilfsdruck, Atmungspause, positiver und Ausatmungsdruck (PEEP), kontinuierliche positive Luftwegdruck- (CPAP) und Hilfsfunktionen. Das Beatmungsgerät weist eine Steuereinheit 10 auf, eine Konsoleneinheit 11 und einen Patientenkreis 32. Die Steuereinheit 10 führt die elektronischen Steuerungen und Rechnungen durch, sowie die pneumatische Steuerung und Regulierung.

Die elektronische Steuerung weist vom Bedienungspersonal einstellbare Knöpfe und Schalter auf, um die Auswahl und Einstellung verschiedener Parameter zu ermöglichen, wie beispielsweise Druck, Atmungsfrequenz, Volumen usw. Diese Teile sind an der in Fig. 2 dargestellten Frontplatte 12 angeordnet, die ebenfalls zwei Digitalanzeigen 80 und 82 aufweist, welche die gelieferten Beatmungen pro Minute (BPM) und das gelieferte Atmungsvolumen (TV) anzeigen. Zusätzlich zeigt eine Meßuhr an der Frontplatte 12 den Luftwegdruck des Patientenkreises 32 an. Es sind ferner Alarmanzeigevorrichtungen und Fittinge für Luftausgangsund Lufteintrittsleitungen vorgesehen, die mit dem Patientenkreis 32 verbunden sind.

Der pneumatische Abschnitt der Steuereinheit 10 führt verschiedene Funktionen durch. Die Hauptfunktionen des pneumatischen Abschnittes bestehen darin, die in die Kontrolleinheit 10 einströmenden Gase zu filtern, den Druck zu regeln und die Strömung in den Patientenkreis 32 zu steuern.

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Die Hauptluftströmung aus der Steuereinheit 10 tritt in die Leitung 98a am Auslaßfitting 98 ein und wird dann durch einen Befeuchter 27 geleitet und dann zur Ausgangsleitung 27a in den Patientenkreis 32.

Der pneumatische Abschnitt der Steuereinheit 10 weist einen Fitting 100 für eine Luftwegdruckleitung 100a auf. Eine vom Fitting 100 (Fig. 2) fortführende innere Leitung überträgt den Patientenkreisdruck auf die Druckanzeige an der Fronttafel 12. Der Luftwegdruck, der am Fitting auftritt, wird ebenfalls einem Druckwandler 15 zugeführt, der in der Steuereinheit 10 vorhanden ist, wie es Fig. 3 zeigt. Der pneumatische Kreis weist ebenfalls einen positiven und Ausatmungsdruck (PEEP)-Regelkreis auf und einen Zerstäubersteuerkreis.

Die Xonsoleneinheit 11 weist einen Konsolenalarm 28 auf, einen Spirometerprozessor 33, eine Volumenanzeige 33a und einen Luft-Sauerstoffmischer 37· Der Konsolenalarm 28 ermittelt, wann eine Druck- oder Volumeneinstellung überschritten würde und erzeugt ein hörbares und sichtbares Alarmsignal an der Frontplatte der Alarmeinheit 2 8.

Der Spirometerprozessor 33 empfängt ein elektrisches Signal vom Spirometerfühler 30 des Patientenkreises 32. Der Prozessor 33 berechnet das Volumen für jede Atmung und das mittlere Volumen pro Minute und zeigt einen ausgewählten dieser Werte an der Meßanzeige 33a an. Der Luft-Sauerstoffmischer 37 enthält Luft- und Sauerstoffdruckschalter und Filter sowie einen Mischer, welcher die Luft und den Sauerstoff in einem vorbestimmten Verhältnis mischt, welches durch die Steuerung 37a eingestellt wurde. Der Ausgang

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des Luft-Sauerstoffmischers 37 ist über die Leitung 37b (Pig. 3) mit der Steuereinheit 10 in der zuvor beschriebenen Weise verbunden.

Der Patientenkreis 32 weist ein Hauptluftleitungssystem auf, welches Leitungen 28a, 27a, 32a und 32b mit gewellten Wandungen umfaßt, sowie eine Druckfühlleitung 100a, eine Schiebersteuerleitung 96a und eine Zerstäuberantriebsleitung 9Ua. Das Hauptluftleitungssystem wird über dem Auslaßfitting 98 in der Frontplatte 12 gespeist. Das zugeführte Luftgemisch strömt durch die Leitung 98a, den Bakterienfilter 34, den Befeuchter 27 und wird über die Leitung 27a durch den intermittierend-zwangsweise-Zuführungs-(IMV)-Schieber 17 dem Zerstäuber 29 zugeführt. Das Luftgemisch strömt dann durch die Einatmungsleitung 32a und einen Spirometerfühler 30 zum Patienten 35· Die vom Patienten 35 ausgeatmeten Gase werden durch das Spirometer 30 zur Ausatmungsleitung 32b geleitet und dann durch ein Luftventil 13 zur Atmosphäre. Der Zerstäuber 29 wird über eine Leitung 9Ma mit einem Fitting 91 an der Frontplatte 12 verbunden. Der IMV-Schieber 17 und das Luftventil 13 werden über die Leitung 96a gesteuert, die mit dem pneumatischen Abschnitt der Steuereinheit 10 am Einlaß 96 verbunden ist.

Die Grundelemente sind in Fig. 3 dargestellt, in der die Verbindungen zwischen der Steuereinheit 10, der Konsoleneinheit 11 und dem Patientenkreis 32 dargestellt sind. Die Luft- und Sauerstoffspeiseleitungen sind mit Anschlüssen M3a und l*5a verbunden. Die Luft und der Sauerstoff strömen durch Druckschalter 43 und k5 durch die Filter ¹M und 39 in einen Luft-Sauerstoffmischer 37» Die Funktion der Druck-

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schalter 43 und 45 besteht darin, Niederdruckalarmsignale der Alarmanzeige 28 durchzuführen, wobei diese Signale an der Frontplatte der Konsole 11 dargestellt werden. Die Filter 41 und 39 filtern feinzerteilte Materialien aus der Luft- und Sauerstoffzufuhr aus. Der Luft-Sauerstoffmischer 37 wird durch einen Steuerknopf 37a gesteuert, der in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Ausgang des Mischers 37 wird über die Leitung 37b einem Filter 350 zugeführt, der in der Steuereinheit 10 angeordnet ist. Die Funktion des Filters 350 besteht darin, zusätzlich das einströmende Luft-Sauerstoffgemisch zu filtern. Dieser Filter 350 dient ebenfalls in dem Fall zur Filterung, wenn die Steuereinheit 10 aus anderen Quellen gespeist wird, die ungefiltert sein können. Der Ausgang des Filters 350 wird einer pneumatischen Einheit 25 zugeführt, die durch elektronische Einheiten 14, 16, 18, 20 und 22 gesteuert wird. Diese elektronischen Einheiten bewirken die logische Folge des Schließens und öffnens von Solenoidschiebern 25a-d (Fig. 4), die in der pneumatischen Einheit 25 angeordnet sind, wie es noch beschrieben werden soll. Der Ausgang der pneumatischen Einheit 25 ist mit dem Druckfühlerverteiler 375 über einen Luftwegverteiler 38I verbunden, wie es Fig. 4 zeigt. Der Luftwegverteiler 38I weist Entlüftungsventile 38O und 382 für die positive und negative Druckgrenze auf. Der Luftwegverteiler 38I ist mit dem Auslaßfitting 98 verbunden.

Der Druck im Patientenkreis wird über eine Leitung 100a dem Fitting 100 an der Frontplatte 12 zugeführt. Der Fitting 100 ist über eine Luftleiteinrichtung 376 mit einem Innendruckwandler 15 verbunden. Der Ausgang des Druckwandlers 15 ist ein elektronisches Signal, welches über eine Leitung 15a den elektronischen Einheiten zugeführt wird. Jede Stör-

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funktion, wie sie durch abnormale Änderungen des Druckes in der pneumatischen Einheit 25 des Patientenkreises 32 angegeben wird, wird durch die visuellen Alarmanzeigen 86, 88 angezeigt und einem Alarm 250 an der Rückwand der Kontrolleinheit 10.

Der Zerstäuber 29 im Patientenkreis 32 wird über eine Leitung 9¹Ia gesteuert, die mit dem Fitting 9¹* an der Frontplatte befestigt ist. Der Fitting 9k ist im Inneren mit der pneumatischen Einheit 25 verbunden, die ihrerseits durch die elektronischen Einheiten gesteuert wird, die in Fig. 3 dargestellt sind. Der Luftwegschieber 13 (Fig. 1) im Patientenkreis wird durch eine Leitung 96a gesteuert, die mit dem Fitting 96 an der Platte 12 verbunden ist. Der Fitting 96 ist im Inneren ebenfalls mit der pneumatischen Einheit 25 verbunden. Der Patientenkreis 32 ist über Leitungen 32a, 32b und ein Y-Stück mit dem Patienten 35 verbunden. Ein Strömungswandler 30 im Patientenkreis mißt die Ausatmungsströmung des Patienten. Der Ausgang des Wandlers 30 wird über eine Leitung 30a mit dem Prozessor 33 verbunden, der in der Konsole 11 angeordnet ist, wie es Fig. 3 zeigt. Der Ausgang des Prozessors 33 wird im Meßinstrument 33a an der Fronttafel angezeigt. Der Ausgang des Prozessors 33 ist ebenfalls der Alarmeinheit 28 zugeführt, die hörbare und visuelle Alarmsignale erzeugt, um einen Zustand mit niedrigem Volumen anzuzeigen.

Zusätzlich zu den pneumatischen Fittings 9¹*, 96, 98 und 100 weist die Frontplatte 12 verschiedene variable Steuerungen, Schalter, Digitalanzeigen und eine analoge Druckanzeige 84 auf. Die variablen Steuerungen an der Fronttafel 12 erlauben eine unabhängige Einstellung von Druck, Zeit

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und Strömung. Eine Untergruppe von Atemsteuerungen erlauben die Einstellung der Frequenz und der Tiefe des Atmens. Die Zusatzdrucksteuerung 16 und die PEEP-Drucksteuerung 50a sind nichtkalibrierte Steuerungen und werden durch ein Ablesen des Druckes am Meßgerät 81 überwacht.

Die Druckgrenzsteuerungen 52 und 5^ sind kalibrierte Steuerungen und führen ein Spannungsvergleichssignal einem Komparator zu, der im elektronischen Abschnitt der Einheit 11 (Fig. 5A - B) angeordnetist. Die Ausgänge der Steuerungen 52 und 51 werden mit einem Signal verglichen, welches vom Druckwandler 15 stammt. Die IMV-Strömung und die Luftwegströmung werden durch kalibrierte pneumatische Steuerungen 38 und 11 (Fig. 2) gesteuert.

Die IMV-Ratensteuerung 36, die Einatmungszeitsteuerung 12, die Einatmungspausensteuerung 18 und die I : E-Verhältnissteuerung 10 erzeugen zeitbezogene Schwellenspannungsänderungen, die gegen ein im Inneren erzeugtes Zeitsignal in Form einer Rampe (periodisches Signal, welches linear mit der Zeit ansteigt) verglichen werden, und zwar in der Einheit Ii der Steuereinheit 10. Die Signale dieser Steuerungen werden einem unabhängigen Satz von Komparatoren zugeführt,und diese unabhängigen Vergleiche ergeben eine gegenseitige Unabhängigkeit dieser Fronttafelsteuerungen. Ausgangsgrößen wie BPM und TV werden berechnet und an Anzeigen 80 und 82 angezeigt. Diese Anzeigen beruhen auf Werten, die durch den Rechner 18 als Funktion der Einstellung der Einatmungszeitsteuerung 12, der Strömungsratensteuerung und der I : E-Verhältnissteuerung 10 berechnet werden. Die Ablesung des AtmungsVolumens an der Anzeige 82 kann mit der Ablesung des Meßgerätes 33a verglichen.werden, welches

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aktuelle,vom Patienten ausgeatmete Atmungsvolumen anzeigt und das Minutenvolumen.

Es sei bemerkt, daß die druckbezogenen Schwellwertsignale der Steuerungen 46, 52 und 54 einem unabhängigen Satz von Komparatoren zugeführt werden, die alle diese Signale mit dem Ausgang des Druckwandlers 15 vergleichen. Die resultierenden Signale werden dazu verwendet, um verschiedene Betriebsarten auszuwählen. Dadurch ergibt sich eine gegenseitig unabhängige Steuerung der Steuerungen 46, 52 und 54. Eine Atmung-pro-Stunden-Steuerung 62, eine Mehrfach- Atmungs -Steuerung 64 und eine Steuerung 66 für den Atmungsprozentsatz oberhalb des normalen führen Signale einem Prozessor 20 der Steuerung 10 (Fig. 5A - B) zu. Der Zerstäuberschalter 92 ist ein Ventil, welches das Gasgemisch vom Ventil 25b im Zerstäuber über einen Fitting 94 zuführt, wie es Fig. 4 zeigt. Der Prüfschalter 90 und die Lampe 68 (Fig. 2) erzeugen ein Signal, um festzustellen und darzustellen, daß alle Alarmeinrichtungen richtig arbeiten. Frontplattenschalter 70 bis 77 erzeugen Signale, welche in der Auswahleinheit 16 (Fig. 5 A - B) verwendet werden. Diese ermöglichen eine Auswahl von verschiedenen Betriebsweisen, wie beispielsweise Start, IMV-Betriebsweisen, Atmung u. dgl.

Fig. 4 zeigt den pneumatischen Steuerkreis der Steuereinheit 10. Der Ausgang 37b des Luft-Sauerstoffmischers 37 ist mit einem Filter 350 verbunden, der die eintretende Luft zu einer Teilchengröße von 5 Mikron filtert. Der Ausgang des Filtere 350 ist über einen Druckschalter 352 mit einem Regler 354 in der pneumatischen Einheit 25 verbunden. Der Druckschalter 352 wird durch irgendeinen Druck

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unterhalb von 1,Ul kg/cm betätigt, um einen Niederdruckalarm auszulösen und der Regler 35¹* regelt den Ausgangs-

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druck zwischen 2,32 kg/cm und 2,67 kg/cm . Diese Innenreglung ist erforderlich, um eine kalibrierte Strömung zum Patientenkreis 32 aufrechtzuerhalten. Der Ausgang des Reglers 35** ist mit den Solenoidschiebern 25a, 25b und dem Niederdruckregler 356 verbunden.

Beim IMV-Betrieb, der durch den Schalter 73 in der Einheit 12 ausgelöst wird, wird das Solenoid 25a erregt, damit Luft zur Strömungssteuerung 38 strömen kann und dann zum Luftwegverteiler 38I. Der Luftwegverteiler 38I wird ebenfalls vom Volumenbetriebs-Solenoidschieber 25b gespeist, der mit der Volumenströmungssteuerung 4Ί beim Volumenbetrieb in Serie geschaltet ist. Der Druck im Luftwegverteiler 38I ist auf einen Bereich von Werten begrenzt, der durch ein positives Druckminderventil 38Ο und ein negatives Druckminderventil 382 eingestellt werden kann. Die Luft wird vom Verteiler 38I zum Fitting 98 geführt.

Der Luftwegdruckfitting 100 ist mit dem Druckmeßgerät 8Ί verbunden und mit einem Druckfühlerverteiler 375, der eine Drossel- oder Dämpfungseinrichtung 376 und einen Druckwandler 15 aufweist. Der Ausgang des Wandlers wird als Komparatorsignal in der Fühlereinheit 14 verwendet. Dieses Drucksignal wird unabhängig mit den Signalen von den Drucksteuerungen 46, 52 und 5I verglichen, um Steuersignale zu erzeugen, die für die verschiedenen Weisen der Steuervorgänge verwendet werden.

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Der Ausgang des Regiere 356 ist mit einem Luftwegsolenoidschieber 25c und ebenfalls mit einem PEEP-Regler 50 verbunden. Der PEEP-Regler 50 wird durch einen Fronttafelknopf 50a gesteuert. Die Solenoidschieber 25c, d werden durch elektrische Signale gesteuert, die vom Prozessor 20 stammen. Der Zweck der pneumatischen Schleife durch den Schieber 25d und den Regler 50 besteht darin, einen positiven Druck am Ende der Ausatmung (PEEP) aufrechtzuerhalten. Der pneumatische Ausgang des Luftwegsolenoidschiebers 25c ist mit dem Fitting 96 an der Fronttafel 12 verbunden.

Die Fig. 5A-B zeigen das elektronische Blockschaltdiagramm für die Steuereinheit 10 und die Konsoleneinheit 11. Wie vorher beschrieben, sind die Frontplattensteuerungen und Schalter in der Einheit 12 mit der Fühleinheit 14, der Selektoreinheit 16 und der Prozessoreinheit 20 verbunden. Die Drucksignale der Steuerungen 46, 52 und 54 werden in Komparatoren 102 mit dem Ausgang des Druckwandlers 15 verglichen.

Der Ausgang des Druckwandlers 102 ist mit einer Steueralarmeinheit 22 und mit der Auswahleinheit l6 verbunden. Die Steueralarmeinheit spricht an, wenn der Druck die eingestellten Grenzen überstiegen hat oder falls der Druck nicht um einen Wert angestiegen ist, der proportional zum Atmungsvolumen iet. Diese letztere Funktion wird als Apnea bezeichnet. Die Steueralarmeinheit bewirkt, daß die Alarmeinheit 250 einen Ton erzeugt und daß die sichtbaren Alarmanzeigen 86 und 88 an der Frontplatte 12 aufleuchten. Die Alarmeinheit 22 erzeugt einen Alarm,wenn irgendeine der inneren Spannungsquellen (+12 V, +5 V, -12 V) ausfallen und erzeugt einen pulsierenden Alarm.

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Die Fühlereinheit l4 vergleicht die Spannungen der Fronttafelzeitsteuerungen 36, 40, 42, 48 und 60 mit einem im Inneren erzeugten Rampensignal in Komparatoren 104, deren Ausgang einer Signalauswahleinheit 460 in der Auswahleinheit 16 zugeführt wird. Der Signalauswähler 460 wählt geeignete zeit- oder druckbezogene Digitalsignale in den Komparatoren 102 und 104 aus, wie es durch die Schalter 7o bis 77 bestimmt wird. Gepufferte Ausgänge der Zeitsteuerungen werden einem Rechner 18 für die Berechnung des Atmungsvolumens und vom BPM zugeführt und die sich ergebenden Signale werden einer Anzeigeeinheit 26 zugeführt, die Ablesungen in den Anzeigen 82 und 80 erzeugt. Der Rechner 18 wird ebenfalls durch die Folgeschaltung 461 der Auswahleinheit 16 gesteuert. Diese Folgeschaltung bewirkt, daß das innere Zeitrampensignal in der Fühlerschaltung 14 zurückgestellt wird und daß die Betriebsweise dem Prozessor 20 übertragen wird, wie es die Fig. 5A-B zeigen. Der Prozessor 20 erhält Signale von den Steuerungen 62, 64 und 66 und erzeugt Schieberbetätigungssignale, die durch eine Schiebertreibereinheit 24 verstärkt werden, um die Solenoidschieber 25b-d zu erregen. Es sei bemerkt, daß die Auswahl der Folge der Schieberbetätigungen durch die kombinierte Logik der Auswahleinheit 16 und des Prozessors 20 gesteuert wird, und zwar in der Weise, wie es durch die Einstellung der Steuerungen und Schalter an der Fronttafel bestimmt wird.

Die Konsoleneinheit 11 weist eine Konsolenalarmeinheit 28 auf, welche Signale von einem Luftdruckschalter 43 und einem Sauerstoffdruckschalter 45 erhält. Ein Niederdruck, der durch die Schalter 43 oder 45 festgestellt wird, setzt die Druckeinheit 57 in Betrieb, die ihrerseits die Druck-

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alarmanzeige 58 an der Fronttafel aufleuchten läßt und ebenfalls die hörbare Alarmvorrichtung 61 in Betrieb setzt. Der Ausgang des Strömungswandlers 30 wird im Prozessor 33 verarbeitet und dann einer Fühleinheit 56 zugeführt, die ihrerseits die Alarmanzeige 59 für ein geringes Volumen an der Fronttafel aufleuchten läßt, sowie das hörbare Alarmgerät 61 in Betrieb setzt. Ein niedriger Luft- oder Sauerstoffdruck oder ein geringes Atmungs-Minuten-Volumen wird dem Bedienungspersonal zur Kenntnis gebracht. Volumenberechnungen, die der Prozessor 33 durchführt, werden an dem Meßgerät 33a an der Frontplatte angezeigt .

Wie Fig. 6 zeigt, weist die Fühleinheit Ik Verstärker und Komparatoren auf, welche die Analogspannungen von der Fronttafel 12 und vom Druckwandler 15 verarbeiten. Die Funktionen dieser Fühleinheit werden durch die Einstellungen der verschiedenen Betriebswahlschalter 70 bis 77 bestimmt. Die Beschreibung der FUhleinheit 14 sei in zwei allgemeine Funktionsbereiche unterteilt, nänlich Zeitfühlung und Druckfühlung.

Der Ausgang des Druckwandlers 15 wird über die Leitung 15a einem Iruckverstärker 123 zugeführt. Der Ausgang des Druckverstärkers 123 wird vier Komparatoren 102a - d zugeführt. Die Ausgänge der Atmungsdruckgrenzsteuerung 54 * der Normaldruckgrenzsteuerung 52 und der Zusatzdruckgrenzsteuerung 46 sind den Komparatoren 102a, 102c und 102d zugeführt. Jeder dieser Komparatoren erzeugt ein Signal mit niedrigem Signalwert, wenn die Schwellenspannung, die durch die Steuerung 54, 52 oder 46 eingestellt wurde, durch das Drucksignal in der Leitung 123a überquert wurde. Der Ausgang des Komparators 102d bewirkt eine Einatmung, wenn die Spannung der

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Zusatzsteuerung 46 überquert wurde, wobei die entsprechenden richtigen Zustände in der Selektoreinheit 16 vorhanden sind, nämlich, der Beatmer muß auf die Ausatmungsbetriebsweise eingestellt sein und die Zusatz-Unterstützungsfunktion 75 muß eingeschaltet sein.

Wenn das Drucksignal in der Leitung 123a den Schwellwert überkreuzt, der durch die Steuerungen 54 und 52 eingestellt ist, erzeugen die Ausgänge der Komparatoren 102a und 102c in den Leitungen 103a und 103c Impulse mit niedrigem Signalwert. Diese Impulse werden einem Auswahltor 110 zugeführt und in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen erzeugen sie Aussaugbedarfssignal in der Leitung HOb. Wie die Fig. 10 zeigt, ist das Signal HOb wirksam, um einen Impuls mit einer Dauer von zwei Sekunden zu erzeugen, um den Druckalarm 250 einzuschalten und die Anzeige 88 aufleuchten zu lassen, wobei ferner der Atmungskreisschieber geöffnet wird, um den Atmungskreisdruck zu entlüften.

Die Apnoe-Schwelle des Komparators 102b in Fig. 6 ändert sich proportional mit der Druck- und Atmungsvolumeneinstellung. Ein Proben- und Haltesteuerungssignal wird in der Auswahleinheit l6 erzeugt und wird über die Leitung I4la der Proben- und Halteschaltung 124 (Fig. 6) zugeführt. Der Krei3 124 ist wirksam, den Atmungskreisdruck bei Beginn eines jeden Einatmungszyklus zu entnehmen oder zu speichern, um einen Bezugswert für den Druckanstieg während des Einatmens zu erhalten.

Der Ausgang der Schaltung 124 wird in der Einheit 126 geklemmt und einem Summierverstärker 133 zugeführt. Das Atmungsvolumensignal wird vom Rechner l8 abgeleitet und

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über eine Leitung 146a einer Klemmeinheit 128 zugeführt. Das Atmungsvolumensignal wird auf einem Minimalwert von 0, 2 V durch die Klemmeinheit 128 gehalten, was 0,2 1 entspricht. Lediglich ein Atmungsvolumen, welches 0,2 1 übersteigt, würde die Schwellspannung des Komparatots 102b ändern. Der Ausgang der Klemmeinheit 128 wird dem Summierverstärker 133 zugeführt, der einen Schwellwert dem Komparator 102b zuführt. Wenn dieser Schwellwert durch das Druckwandlersignal in der Leitung 123a gekreuzt wird, erzeugt der Komparator 102b einen Impuls mit geringem Signalwert in der Leitung 103b, der der Alarmeinheit 22 (Fig. 10) zugeführt wird. Wenn am Ende einer Einatmung dieses Signal mit geringem Signalwert nicht erscheint, so erfolgt eine Apnoe-Alarmanzeige an der Tafel 12, und es wird ferner ein hörbarer Alarm ausgelöst. Ein zusätzlicher Sicherheitsalarm, der einen Maschinenausfall anzeigt, wird erzeugt, wenn der Ausgang des Komparators 102b nicht wenigstens einmal alle vierzehn Sekunden die logischen Pegel ändert.

Der gemeinsame Zeitbezug für die Zeitfühlung ist ein Zeitrampensignal, welches von einem Integrator 106 erzeugt wird, dessen Geschwindigkeit durch eine Steuerung 105 eingestellt wird. Anschließend an die Rückstellung steigt der Ausgang des Integrators 106 von Null mit einer Geschwindigkeit von 333 Millivolt pro Sekunde an. Der Ausgang des Integrators 106 wird den vier Komparatoren 104a-d zugeführt. Jeder der Komparatoren 104a-d weist einen Spannungsschwelleneingang auf, der eine Funktion zur Einstellung der Steuerungen an der Frontplatte und der durchgeführten Betriebsweise ist. Die Zeit, die das Rampensignal des Integrators 106 benötigt, um einen dieser Schwellenwerte zu erreichen, bestimmt die Zykluszeit der Steuereinheit.

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Die Ausgänge der Komparatoren in den Leitungen 105a-d werden der Selektoreinheit 16 zugeführt. Die Selektoreinheit 16 ist wirksam, um eines dieser Signale in den Leitungen 105a-d auszusuchen, wie es durch die Einstellschalter an der Frontplatte bestimmt wird. Wenn einmal ein Signal ausgewählt ist, erzeugt die Selektoreinheit einen Impuls mit geringem Signalwert in der Zeitrückstellleitung 125, wodurch der FET-Schalter 125a leitend wird und der Integrator 106 durch die Entladung des Kondensators zurückgestellt wird.

Die Einatmungszeit wird durch die Einatmungszeitsteuerung 42 bestimmt. Der Ausgang der Steuerung 42 wird über Verstärker 462 und 463 und elektronische Schalter 129 und 130 den Verstärkern 464 und 465 zugeführt. Die Schalter 129 und 130 verbinden normalerweise den Anschluß 129a mit 129c und 130a mit 130c. Der Spannungsausgang der Verstärker 464 und 465 sind gleich, wobei der Einatmungspausenschalter 76 an der Tafel 12 offen ist. Die Ausgänge der Verstärker 464 und 465 liefern die Schwellwerte zu den Komparatoren 104b-c.

Der Ausgang des Verstärkers 464 wird dem Komparator 104b zugeführt und bestimmt eine Einatmungszeit, die zur Berechnung des Atemvolumens verwendet wird, Wenn der Integratorausgang 106 den Schwellenwert des Komparators 104c kreuzt, erzeugt dieser einen Impuls mit geringem Signalwert, der die Einatmung beendet, wenn die Steuerung durch den Inhalierbetrieb eingestellt ist. Der Ausgang des Komparators 104b ist ebenfalls ein Impuls mit geringem Signalwert, der jedoch nicht wirksam ist, bis die Atmungspause durch den Schalter 76 ausgewählt ist. Wenn die Atmungspause ausgewählt ist, so ist der Ausgang des Komparators 104b

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das Signal, welches die Einatmung beendet und eine Pause einleitet, deren Dauer durch die Steuerung 48 an der Frontplatte bestimmt wird. Der Ausgang des Komparators 104c in der Leitung 105c, welcher den Einatmungszyklus beendet, wenn die Einatmungspause nicht ausgewählt ist, beendet nun die Einatmungspause. Dies ist der Fall, weil der Ausgang der Einatmungszeitsteuerung 42 und der Einatmungspausensteuerung 48 im Verstärker summiert werden und dann über den Schalter 130 und den Verstärker 465 zugeführt werden, wodurch der Schwellenwert des Komparators 104c verändert wird. Diese Schwellenspannung wird über die Leitung 465a dem Rechner 18 zugeführt.

Die Ausatmungszeit wird durch die Einstellung der I : E-Verhältnisstuerung 40 an der Fronttafel gesteuert. Diese Steuerung 40 ist ein variabler Widerstand, der den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 111 einstellt, der die Einatmungszeit, die vom Ausgang des Verstärkers 465 zugeführt wird, um einen Faktor von 1 : 4 verstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 111 wird dann als Schwellwert dem Komparator 104d zugeführt. Wenn der Rampeneingang am Komparator 104d den Schwellwert übersteigt, wird ein Impuls mit geringem Signalwert in der Leitung 105d erzeugt, und dieser Impuls bewirkt die Beendigung der Ausatmung, wenn die Steuerung auf den Ausatmungsbetrieb eingestellt ist. Der Ausgang des Verstärkers 111 wird ebenfalls über die Linie lila dem Rechner 18 zugeführt.

Der Komparator 104a stellt eine Sicherheitsgrenze für die Atmungsperioden fest. Dessen Schwellwert wird durch eine Steuerung 112 eingestellt, die derart ist, daß eine

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Spannung von 4 V zugeführt wird, die einer Dauer von zwölf Sekunden entspricht. Wenn dieser Schwellwert durch den Ausgang des Integrators 106 gekreuzt wird, entwickelt der Ausgang von 1O¹Ja einen Impuls mit niedrigem Signalwert, der ein Einatmen auslöst, falls der Ausatmungszyklus noch nicht beendet ist. Dieses Signal wird über die Leitung 105a der Auswahleinheit 16 zugeführt, und dies stellt sicher, daß eine Einatmung wenigstens alle zwölf Sekunden erfolgt.

Während einer tiefen Atmung weist das Signal in der Leitung 212a einen hohen Signalwert auf und bewirkt, daß der Zustand der elektronischen Schalter 129 und 130 geändert wird, so daß sie den Anschluß 129b mit 129c und 130b mit 130c verbinden. Die Spannung der Atmungszeitsteuerung k2 wird durch den Verstärker ^62 verstärkt, um die Einatmung3- und Ausatmungszeiten zu steuern.

Die IMV-Steuerung erfolgt durch einen Integrator der eine Rampenspannung erzeugt, deren Steilheit auf 333 Millivolt pro Sekunde durch eine Steuerung 113 eingestellt ist. Der Ausgang des Integrators 111 wird einem Komparator 116 zugeführt, deren anderer Eingang von der IMV-Ratensteuerung 36 an der Frontplatte stammt. Ein Impuls mit kleinem Signalwert wird am Ausgang des Komparators 116 erzeugt, wenn der Schwellwert, der durch die Steuerung 36 eingestellt ist, durch den Ausgang des Integrators II¹* überschritten wird. Der Impulsausgang mit geringem Signalwert des Komparators 116 schaltet einen monostabilen Multivibrator 118, der seinerseits einen durch zehn dividierenden Zähler 120 und einen FET-Schalter Il8a treibt.

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Die Leitungmachung des Schalters 118a ist wirksam, um den Integrator 114 dadurch auf Null zurückzustellen, daß der Kondensator entladen wird. Nach zehn Taktimpulsen erzeugt der Zähler 120 einen Ausgang in der Leitung 120a, welcher der Auswahleinheit 16 zugeführt wird, und eine Zwangs- oder Befehlsatmung einleitet, wenn die IMV-Betriebsweise ausgewählt ist.

Wie Fig. 7 zeigt, weist die Auswahleinheit 16 zwei Funktionseinheiten auf, nämlich einen Signalselektor 460 und eine getriggerte Folgeschaltung 461. Die Hauptfunktion der Auswahleinheit ist es, die nächste Betriebsweise zu bestimmen und dann die Durchführung dieses Zyklus auszulösen.

Eine Auswahltorschaltung HO₁ die noch im einzelnen beschrieben werden soll, nimmt Signale von der Fühlereinheit über Leitungen 103d, 105d, 105a, 120a, 105b, 103c, 103a und 105c auf. Die Torschaltung 110 empfängt auch Signale von den Schaltungen 60, 75, 73 und 76, die an der Fronttafel 12 angeordnet sind, und zwar über Leitungen 60,a, 75a, 73a und 76a. Die Auswahltorschaltung drückt geeignete Signale au3, die von der Fühleinheit 14 kommen, wie es durch die Schalter befohlen wird. Zusätzlich empfängt die Torschaltung 110 Einatmungs-, Ausatmungs- und Tiefatmungssignale, die durch den Prozessor 20 erzeugt werden. Diese Signale vom Prozessor 20 bewirken, daß Störungsänderungen in den Leitungen 110a, 110b, 137a, 137b und 137c auftreten.

Die Logik der Auswahltorschaltung 110 ist derart, daß lediglich eines der Signale der Fühlereinheit 14 den Bedingungen entspricht, die durch die Schalter in der Frontplatte eingestellt sind und den Signalen des Prozessors, die durchgelassen sind. Dieses Signal stellt den entsprechenden Flipflop der Gruppe 132a-c über Torschaltungen 139a-c ein. Die folgende Tabelle zeigt die Zustände, die vorhanden sein müssen, damit ein spezielles Signal von

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der Fühlereinheit 14 aufgenommen wird und ferner,welcher Flipflop 132a-c eingestellt ist.

Tabelle I

Schalter

Signal von der Fühleinheit Ik

60 75 73 76 Ausge-BPM Un- IMV Pause führte

ter- Betriebsstüt- weise zung

Tief- Einstellung der atmen Flip-Flop 132a-c (nächste auszuführende Bet ri ebsweise)

T-Effort

TV-Exhend

TV-Safety

IMV-Exhend

Inspauzon

TP-Safety

Sigh
Safety

TV Inhend

Zu	Ein Aus	Zu- Ausatmen	Zu	Einatmen
stand		stand	stand
irre		irre	irre
levant		levant	levant
Zu	Zu- Aus	Zu- Ausatmen	Zu	Einatmen
stand	stand	stand	stand
irre	irre	irre	irre
levant	levant	levant	levant
Zu	Zu- Aus	Zu- Ausatmen	Zu	Einatmen
stand	stand	stand	stand
irre	irre	irre	irre
levant	levant	levant	levant
Ein	Zu- Ein	Zu- Ausatmen	Zu	Einatmen
	stand	stand	stand
	irre	irre	irre
	levant	levant	levant
Zu	Zu- Aus	Ein Einatmen	Nicht	Halten
stand	stand
irre	irre
levant	levant

Zu- Zu- Zu-"Zu- Einatmen stand stand stand stand irre- irre-irre- irrelevant levantlevant levant

Zu- Zu- Aus Zu- Einatmen stand stand stand irre- irre- irrelevant levant levant

erfolgt Ausatmen

erfolgt Ausatmen

^Zu" Aus Zu- Einatmen Zustand _{stand stand}

i_rre- _irre_ _irre_

levant levant levant levant

stand irre-

Ausatmen

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Wenn einer der Flipflops 132a-c sich in der eingestellten Lage befindet, so ändert der Auslösetorausgang 142 seinen logischen Zustand und verbleibt in diesem Zustand, bis ein Rückstellsignal über die Leitung 140 eintrifft. Während dieses Rückstellzyklus wird der Ausgang des Auslösetores 142 über die Leitung 13Ί und einen Inverter 13¹Ja Toren 139a-c zugeführt, um alle zusätzlichen Signale für den Eintritt in die Flipflops zu sperren. Der Ausgang des Auslösetores l42stellt auch den Dekadenzähler 121 auf Null. Wenn der Zähler auf diese Weise aus seinem Endzählzustand herausgebracht ist, wird ein Tor geschaltet, weles es ermöglicht, daß Taktimpulse gezählt werden. Der Zähler 121 ändert in einer Folge diesen Zustand mit jedem aufeinanderfolgenden Zyklus von Taktimpulsen, die über Leitungen l60a-b vom Taktgenerator im Rechner 18 zugeführt werden. Die Ausgänge des Dekadenzählers 121 werden einem logischen Tor 122 zugeführt, welches noch beschrieben wird und welches Signale in den Leitungen 136, 138, 125 und 140 erzeugt.

DasCT 3-Signal in der Leitung 136 wird verwendet, um das Ende der durchgeführten Betriebsweise (einatmen, halten, ausatmen) anzuzeigen. Das Registerübertragungssignal auf 138 wird dem Prozessor 20 zugeführt, um die Information vom Flipflop zu übertragen. Dies zeigt dem Prozessor an, daß eine neue Betriebsweise durchgeführt wird. Das Zeitgeberrückstellungssignal in der Leitung 125 wird der Fühlereinheit 1*1 zugeführt, um den Zeitrampenausgang des Integrators 106 zurückzustellen. Das Flipflop-Rückstellsignal in der Leitung 140 stellt die Flipflops 132a-c zurück.

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Bei der Zählung 9 werden die Taktimpulse zum Dekadenzähler 121 gesperrt, und der Zähler verbleibt in diesem Zustand, bis ein anderes Signal von der Torschaltung 110 ausgewählt wird, und die Flipflops 132a-c ändern ihren Zustand und die vorstehende Folge wird wiederholt. Das Spannungseinschaltsignal in der Leitung 22Oa wird von der Steueralarmeinheit 22 erhalten. Das Signal in der Leitung 220a stellt den Sekadenzähler 121 auf eine Zählung von neun ein und Zeitgeber und Flip-Flop-Rückstellimpulse werden durch die logische Torschaltung 122 erzeugt. Dies stellt einen Betriebszustand ein, der dem entspricht, als ob ein betriebsweise übergang stattgefunden hat.

Der Prozessor 20, der in Fig. 9 dargestellt ist, erzeugt Steuersignale, welche die Solenoidschieber 25a-d in der pneumatischen Steuereinheit treiben, wodurch die Betriebsweise des Beatmungsgerätes bestimmt wird. Die Einheit 20 bewirkt auch auf das Auftreten von tiefen Atmungen mit einer Frequenz und einer Anzahl, die der Einstellung der Steuerungen 62, 6¹» an der Fronttafel 12 entspricht.

Die Ausgänge der Einatmungs- und Halteflipflops 132a, 132b der Auswahleinheit 16 werden über Leitungen 133a und 133b Steuerregistern 190 und I92 der Einheit 20 zugeführt. Die Daten der Flipflops 132a, 132b werden in diesen Registern nicht gespeichert, bis der Registerübertragungsimpuls in der Leitung 138 von der Auswahleinheit 16 erhalten wird. In dieser Zeit werden die Ausgänge der Steuerflipflops I90 und 192 decodiert, um eine von drei Betriebsweisen zu erhalten, beispielsweise einatmen, halten und ausatmen. Diese Signale werden einem Einatmungs-Ausatmungs flip flop 19¹· und einem Treibertor I96 zugeführt, welches noch beschrieben

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werden soll. Es sei bemerkt, daß die Steuerregister I90 und 192 durch das Spannungssignal in der Leitung 220a ausgelöst werden, welches von der Steueralarmeinheit 22 erhalten wird. Dies sichert die richtige Betriebsfolge während der Spannungs- oder Leistungsschaltung.

Die Ausgänge der Steuerregister 190 und 192 stellen den Flipflop 194 ein und stellen diesen zurück, um ein Einatmungssignal in der Leitung 19¹Ja und ein Ausatmungssignal in der Leitung 19¹Jb zu erzeugen. Durch das Treibertor und den Verstärker in der Schiebertreibereinheit 2¹J betätigen die Steuerregister das Solenoid 25b, um den Hauptstrom zum Patienten zu steuern und um das Luftwegschiebersolenoid 25c zu betätigen. Das IMV-Schiebertreibsignal in der Leitung 196a wird durch das Steuerregister 192 erzeugt und das IMV-Schaltersignal in der Platte 73 über die Leitung 73a. Das PEEP-Treibsignal in der Leitung 196d wird durch die Kombination des Ausganges 19¹Jb des Flipflops 19¹I und den logischen Pegel des PEEP-Schalters 77 über die Leitung 77a erzeugt. Das Ablaß- oder Absaugsignal in der Leitung 2^8a wird von der Alarmeinheit 22 erhalten und wird einem Treibertor 196 zugeführt und bewirkt, daß die Solenoidschieber 25b-d abfallen, um den Atmungskreisdruck zu entlüften. Die Tabelle 2 zeigt den logischen Ausgang des Steuerregisters, des Einatmungs-Ausatmungsflipflops und die Solenoidtreibsignale während verschiedener Betriebsweisen. Das Einatmungs-Ausatmungsflipflop 19¹J befindet 3ich im Einatmungszustand während der Halte-Betriebsweise.

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Tabelle II

Betriebs- Betriebsart Reg. Reg. Flip-Flop zustand 190 192 Ein- Aus

atmen atmen

Schieberzustand 25a 25b 25c 25d

Einatmen	1	1	Tt	O
Ausatmen	O	O	O	1
Halten	O	1	1	O
Ausatmen + PEEP	O	O	O	1
Einatmen	1	1	1	O
Ausatmen	O	O	O	1
Ausatmen + PEEP	O	O	O	1

0	1	1	0
0	0	0	0
0	0	i	0
0	0	0	1
0	1	1	0
1	0	0	0
1	0	0	1

Legende

Schieber 25a, b

1 - Schieber offen (erregt)

0 - Schieber geschlossen (abgefallen)

Schieber 25c, b

1 - Schieber Eingang offen zum Ausgang

Auslaß geschlossen (erregt) 0 - Schieber Ausgang offen zum Auslaß

Eingang geschlossen (abgefallen)

Der Atmungssteuerabschnitt des Prozessors 20, der in Fig. 9 dargestellt ist, ist die andere Funktionseinheit dieses Prozessors. Die Atmungsrate wird durch einen astabilen Multivibrator 206 erzeugt, dessen Ausgang über eine Leitung 206a den Zählern 20*» und 202 zugeführt wird. Ein Impulse wird alle zehn Sekunden durch den Multivibrator 206 abgegeben. Der

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Ausgang der Zähler 202 und 204 wird über Zähltorschaltungen 210 geleitet, um Ausgänge in der Leitung 210a zu erzeugen, die in verschiedenen Vielfachen von zehn Sekunden nach der Zählerrückstellung auftreten. Diese Zählerausgänge stellen 24, 30, 36, 45, 60 und 90 Zählungen dar und werden über Leitungen 210a-e den verschiedenen Kontakten des Schalters 62 an der Frontplatte zugeführt. Einer dieser Zählerausgänge wird durch den Schalter 62 ausgewählt und über die Leitung 62a der ODER-Schaltung 197 zugeführt. Der andere Eingang zum Tor 197 wird vom Schalter 74 an der Schalttafel 12 erhalten, wodurch das Tor 197 eingeschaltet wird, wenn der Schalter 74 eingeschaltet ist. Wenn der Auswahlzählimpuls auftritt, wird der Ausgang des Tores 197 einem monostabilen Multivibrator I98 zugeführt, dessen Ausgang über die Leitung 198a wirksam ist, um den Flipflop 200 einzuschalten und um den Dekadenzähler 202 und 204 zurückzustellen, damit ein neuer Zeitgeberzyklus ausgelöst wird. Dieser Zustand tritt ebenfalls auf, wenn der Atmungsschalter anfangs niedergedrückt wird, um unmittelbar eine tiefe Atmung mittels eines manuellen Befehles zu erzielen.

Das Atmungssignal in der Leitung 212a tritt nicht auf, bis der Atmungsflipflop 212 eingestellt ist. Der Zustand zur Einstellung dieses Flipflops 212 umfaßt eine Stellung des Flipflops 200 und ein Ausatmungsendsignal, welches durch das Vorhandensein eines Ausatmungssignals 194b und das Zähl-drei-Signal I36 erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt ein tiefes Einatmen beim nächsten Einatmen. Die Anzahl der aufeinanderfolgenden tiefen Einatmungen wird durch den Dekadenzähler 208 bestimmt, dessen Ausgang durch

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das Tor 214 decodiert wird und über Leitungen dem Mehrfachatmungsschalter 6¹I zugeführt wird. Die Taktimpulse für den Zähler werden erzeugt, wenn eine Einatmung über die Linie 19¹Ia gefordert wird. Wenn der richtige Zählerausgang vorhanden ist, werden der Voratmungsflipflop 200 und der Mehrfachatmungszähler 208 über die Leitung 6¹Ia zurückgestellt. Der Atmungsflipflop 212 wird nicht zurückgestellt, bis der letzte Atemzug beendet ist. Ein Signal stellt alle Flipflops und Dekadenzähler zurück.

Das pneumatische System der Steuerungseinheit 10 ist schematisch in Fig. 11 dargestellt und zeigt im einzelnen das System, welches im Blockschaltbild der Fig. ¹I gezeigt ist. Das Treibtor 196 des Prozessors 20 treibt die Solenoidschieber 25a-25d. Ein Luft-Sauerstoffgemisch wird durch die Leitung 37b vom Luft-Sauerstoffmischer 37 der Konsoleneinheit dem Filter 350 und dem Druckschalter 352 zugeführt. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird ein Signal einer negierenden ODER-Schaltung 251 in der Alarmeinheit 22 zugeführt, und es wird ein hörbarer und sichtbarer Alarm erzeugt. Der Ausgang des Druckschalters 352 wird dem Regler 35¹I zugeführt, der den Ausgangsdruck innerhalb eines Bereiches von 2,32 kg/cm bis 2,67 kg/cm hält, um die kalibrierte Ausgangsströmung aufrechtzuerhalten. Der Ausgang des Reglers 35¹* wird dem IMV-Solenoidschieber 25a zugeführt, dem Volumenbetriebssolenoidschieber 25b und dem Regler 356.

Bei einer normalen Voluraenbetriebsweise ist der Schieber 25b offen und der Schieber 25a ist geschlossen. Der Ausgang des Volumensolenoidschiebers wird über eine Drosselstelle einer pneumatischen Strömungssteuerung ¹I¹* zugeführt,

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die am Chassis der pneumatischen Einheit vorgesehen ist. Der Ausgang der Strömungssteuerung 44 wird über den Luftwegverteiler 381 dem Luftwegauslaß 93 in der Frontplatte zugeführt. Schieber 38O, 382 begrenzen den Druck, der den Patientenkreis 32 erreicht.

Beim IMV-Betrieb ist das Schiebersolenoid 25a erregt, wobei gleichzeitig das Schiebersolenoid 25b abgefallen ist. Bei dieser Betriebsweise wird der Ausgang des Reglers 35¹J durch das Solenoid 325a hindurchgeführt und durch die IMV-Strömungssteuerung 38 gesteuert und dann durch den Luftwegverteiler 381 hindurchgeführt und zum Luftwegfitting 38 in der Fronttafel geleitet.

Der Luftwegdruck wird mittels einer Leitung gemessen, die mit dem Fitting 100 in der Fronttafel 12 der Steuereinheit 10 verbunden ist, und dieser Luftdruck wird einem Druckmeßgerät 84 und einem Druckfühlverteiler 375 zugeführt. Das Druckmeßgerät 8¹* ist eine mechanische Einheit und unabhängig von irgendeiner elektrischen Spannung, die der Steuereinheit zugeführt wird. Dieses Meßgerät ist auch bei Spannungsausfall in Betrieb. Der Verteiler 375 weist eine Dämpfungs- oder Drosseleinheit 376 auf, um die Schwingungen des Druckes zu dämpfen, ehe dieser dem Wandler 15 zugeführt wird. Der Wandlerausgang wird von der Fühleinheit 14 verwendet, um diesen mit den Einstellungen an der Frontplatte zu vergleichen und um unabhängige Steuersignale zu erzeugen, wie es im Vorstehenden beschrieben wurde. Der Verteiler 375 und das Meßgerät sind über eine 0,2 1 pro Minute-Drosselstelle 84a verbunden, die mit Luft über den Solenoidschieber 25 b gespeist wird. Die Anfangsströmung des trockenen Gases stellt sicher, daß keine Feuchtigkeit

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in den Druckwandler und die zugeordneten Verbindungen aus dem Patientenkreis eintritt.

Der Volumensolenoidschieber 25b leitet Gas in den Zerstäuberschalter 92, bei dem es sich um einen manuell betätigten Schieber handelt, der an der Fronttafel 12 angeordnet ist. Wenn der Zerstäuberschalter eingeschaltet ist, strömt das Gas durch die Drosselstelle 92b zum Zerstäuberauslaß 9¹I. Wenn dieser Schalter ausgeschaltet ist, strömt das Gas durch die Drosselstelle 92a zum Verteiler 381. Die Drosselstellen 92a und 92b sind derart bemessen, daß eine Strömung von etwa 8 1 pro Minute zum Zerstäuber genau der Strömung zum Luftwegverteiler entspricht. Der Zerstäuberschalter 92 wird durch einen in der Platte montierten Schalter gesteuert, der in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Ausgang des Reglers 35^ wird dem Regler 356 zugeführt,

ρ der den Ausgangsdruck auf O,lH bis 0,21 kg/cm regelt und das Gas dem Solenoidschieber 25c zuführt. Wenn der Schieber 25c eingeschaltet ist, strömt Gas zum Fitting 96. Der Auslaß 96 ist über eine flexible Leitung 96a mit dem Luftwegschieber 13 und dem IMV-Ventil 17 verbunden, wie es Fig. 1 zeigt. Die Auslaßöffnung des Luftwegschiebers 25c ist mit dem Ausgang des Schiebers 25d verbunden, wenn 25c abgefallen ist.

Der PEEP-Solenoidschieber 25d liefert, wenn er eingeschaltet ist, eine Gasströmung dem Ausgang des PEEP-Reglers 50, der selbst auslösend ist und einen einstellbaren Ausgangsdruck im gesamten Kreis aufrechterhält, der mit dem Luftventil des Patienten verbunden ist. Der Regler 50 wird mittels eines Knopfes 50a gesteuert, der in Fig. 2 dargestellt

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Die Ausgangsöffnung des Schiebers 25d ist zum Atmosphärendruck hin entlüftet, wenn der Schieber 25d abgeschaltet ist. Das Luftventil des Patienten wird zur Umgebungsatraosphäre hin entlüftet, wenn die Schieber 25c und 25d abgeschaltet sind. Wenn der Schieber 25c abgeschaltet und der Schieber 25d eingeschaltet ist, wird das Luftwegventil des Patienten zum PEEP-Regler bei einem positiven Druck entlüftet, der, wie oben beschrieben, einstellbar ist.

Tabelle III zeigt die Funktionen der Solenoidschieber 25a-d der verschiedenen Betriebsweisen des Beatmungsgerätes.

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Tabelle III

Funktion

Phase Schioberstellung 25a 25b 25c 25d

Volumen

IMV (Zwangs-
oder Bedarfsatmung)

IMV (Intermittierender Atem)

tiefatmen

Assist

Inhalation
Plateau

Volumen + ΡΞΞΡ

IMV (Zwangsoder Bedarfsatmung)

IMV (Intermittierender Atem)

einatmen ausatmen einatmen ausatmen

einatmen

ausatmen

einatmen

ausatmen

einatmen

ausatmen

einatmen

halten

ausatmen

einatmen

ausatmen

einatmen

ausatmen

einatmen ausatmen

0	1	1	0
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	0	0
1	0	0	0
1	0	0	0
0	1	• ι	0
0	0	0	0
0	1	1	0
0	0	0	0
0	1	1	0
0	0	1	0
0	0	0	0
0	1	1	0
0	0	0	1
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	0	1
1	0	0	1

Legende siehe Tabelle II.

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- ill -

Der Rechner l8 berechnet das Atmungsvolumen und die Atemzüge pro Minute aus Analogsignalen, die vom Fühler 14 stammen und führt diese Information in Digitalform der Anzeigeeinheit 26 zur Anzeige an der Tafel 12 zu.

Das Atmungsvolumen wird dadurch berechnet, daß die Inhalationszeit, die über die Leitung 46¹Ia zugeführt wird, mit einem Strömungsratensignal multipliziert wird, welches von einem Potentiometer 4 4b erzeugt wird, das mechanisch mit der Strömungssteuerung 44 gekuppelt ist, wie es Fig. zeigt. Das Signal in der Leitung 464a wird durch einen Verstärker 144 verstärkt und dann dem Eingang eines Operationsverstärkers 146 zugeführt. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 146 wird durch den Widerstand des Potentiometers 44b gesteuert. Die Einstellung des Potentiometers 44b ist direkt proportional den kalibrierten Strömungseinstellungen zwischen 0,2 und 2,0 1 pro Minute. Der Ausgang des Verstärkers 146 in der Leitung 156a ist proportional zum Produkt des Einatmungszeitsignals und der Gasströmungsrate und somit proportional zum Atmungsvolumen. Die Spannung der Leitung 146a wird dem Fühler 14 in Fig. 6 zugeführt, um die Atemstillstandsquelle zu bestimmen, wie es vorher beschrieben wurde.

Der Ausgang des Verstärkers 146 wird auch einem Komparator 150 zugeführt, der mit einem anderen Signal vom Integrator 148 gespeist wird, welcher ein Rampensignal mit einer Steilheit von 0,1 V pro Millisekunde nach einer Rückstellung auf Null erzeugt. Die Zeit, die der Integrator 148 benötigt, um den Schwellenwert zu erreichen, der durch den Verstärker 146 bestimmt wird, ist eine KoVersionsperiode. Diese Zeit-

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Periode bestimmt die Anzahl der Zählungen, die der Anzeigeeinheit 26 über die Leitung 156a zugeführt wird. Der Ausgang des Komparators 150 wird logischen Torschaltungen 152 zugeführt, die noch beschrieben v/erden, und zwar unter der Steuerung von Taktimpulsen, die von einem Taktgenerator 16O über Leitungen l60a und l60b zugeführt werden. Am Ende einer Koversionsperiode ändert der Ausgang des Komparators 150 seinen Zustand, und die Zählungen zur Anzeigeeinheit 26 werden abgeschaltet. Wenn der nächste Taktimpulse in der Leitung l60b auftritt, wird die Anzahl der Zählungen, die in den Zählern 274, 276, 278 der Anzeigeeinheit 26 gespeichert sind, auf die Anzeige 82a-c der Frontplatte unter der Steuerung der TV-Speicherleitung 152a übertragen.

Wenn der nächste Impuls in der Leitung l60a austritt, stellt ein monostabiler Vibrator 154 den Dekadenzähler I56 zurück und stellt ferner den Dekadenzähler 274, 276, 278 (Fig. 8, 12) über die Leitung 154a zurück, über die Leitung 154a wird auch der Integrator 14 8 dadurch zurückgestellt, daß der FET-Schalter 149 seinen Kondensator entlädt. Wenn der Integrator 148 zurückgestellt ist, kehrt der Ausgang 150 des Komparators in seinen normalen Zustand zurück. Dadurch werden wieder Zählimpulse abgegeben und ein neuer Konversionszyklus erfolgt. Es sei bemerkt, daß der Dekadenzähler 156a bewirkt, die Anzahl der Zählimpulse, die der Anzeigeeinheit 26 zugeführt werden, um einen Faktor zehn zu vermindern, und dadurch werden Variationen ausgeschaltet, die andererseits bei der zuletzt geltenden Ziffer beobachtet werden können.

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Das BPM-Signal wird dadurch berechnet, daß die Zahl sechzig durch die (Einatmungs- + Ausatraungs)-Zeit in Sekunden dividiert wird, die durch Signale in den Leitungen lila und 465a dargestellt wird, die Signale in den Leitungen lila und 456a stammen von der Fühleinheit 14 und v/erden einem Summenverstärker 164 zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers 164 wird einem Komparator 168 zugeführt. Der andere Eingang des Komparators ist mit einem Integrator l66 verbunden, der ein Signal erzeugt, welches mit einer Steigung von 3,33 V pro Millisekunde nach jeder Rückstellung auf UuIl ansteigt. Während der Zeitperiode, in der der Integrator 166 bis zum Schwellenwert integriert, der durch den Verstärker 164 eingestellt ist, lädt ein Milliampere aus der Stromquelle 172 den Kondensator 174 auf. Wenn der Integrator 166 den Schwellenwert kreuzt, der durch den Verstärker 164 eingestellt ist, stellt der Komparator 168 den Flipflop I70 ein.

Der Ausgang des Flipflops I70 in der Leitung 170a wird den Dekadenzählern 270, 272 in der Anzeigeeinheit 26 zugeführt. Wenn der Flipflop 170 eingestellt ist, wird die Stromquelle 172 daran gehindert, weiter den Kondensator 174 aufzuladen. Der Spannungspegel am Kondensator 174 hängt zu diesem Zeitpunkt von der Zeit ab, die der Integrator benötigte, um bis zur Schwellenspannung zu integrieren. Der Kondensator 174 hält diese Ladung, bis ein Niederfrequenztaktimpuls des Taktgenerators I7I in der Leitung 171a den Flipflop 170 zurückstellt. Zu dieser Zeit wird der Integrator 166 durch den FET-Schalter I67 zurückgestellt, wodurch der Integrationskondensator entladen wird. Danach beginnt der Integrator wieder zu integrieren_>und die Stromquelle 172 lädt weiter den Kondensator 174 auf. Die Schal-

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274SS26

tung setzt diese Betriebsweise fort, bis die Ladung des Kondensators 17^ die Bezugs spannung erreicht, Vielehe durch das Potentiometer 175 eingestellt ist.

Die Ausgangsspannung ani Kondensator 17¹* gleicht einer Treppenspannung, und die Anzahl der Stufen, die vorhanden sein müssen, um die Bezugsspannung zu erreichen, hängt von der Größe des Ladestroms der Quelle 172 ab, die diese zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen in der Leitung 171a abgeben kann. Diese Stufen entsprechen der Anzahl der Zählimpulse, die durch die Leitung 170a laufen und damit der Anzahl der Atemzüge pro Minute. Die Spannung des Kondensators 17¹J und die Bezugs spannung 175 v/erden einem Komparator 176 zugeführt. Wenn die Kondensatorspannung die Bezugsspannung erreicht, ändert der Ausgang des Komparators 176 seinen Zustand und triggert einen monostabilen Multivibrator I80, der wirksam wird, um ein Speichersignal in der Leitung l80a zu erzeugen, welches die in den Zählern 270, 272 gespeicherte Zahl auf die Anzeige 80a, 80b überträgt. Die berechneten Atemzüge pro Minute werden auf diese V/eise numerisch dargestellt. Der Ausgang des Komparators 176 schaltet einen Verzögerungskreis 182 ein und ermöglicht, daß ein Taktimpuls in der Leitung 171b den monostabilen Multivibrator I8¹» triggert. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 17** in der Leitung 18¹Ia stellt die Dekadenzähler 270 und 272 zurück und entlädt den Kondensator 174 durch eine Rückstellung der Schaltung 178. Wenn der Kondensator 174 auf Null entladen ist, kehrt der Ausgang des Komparators I76 in seinen normalen Zustand zurück,und ein neuer Konversionszyklus findet statt.

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- 1*5 -

Wie Fig. 12 zeigt, weist die Anzeige- oder Darstellungseinheit 26 Dekadenzähler und numerische Anzeigemodule auf. Die Anzeigeeinheit ist in zwei funktionale Abschnitte unterteilt, nämlich in den Atemzug pro Minute-Anzeigeabschnitt 26b und den Atmungsvolumenanzeigeabschnitt 26a. Die BPM-Anzeige 26b weist zwei Dekadenzähler 270 und 272 und numerische Anzeigemodule 80a, b auf. Die Dekadenzähler sind in Kaskade geschaltet, so daß anschließend an einen Rückstellimpuls in der Leitung 184a der Dekadenzähler kontinuierlich seinen Zustand der Reihe nach von Null bis neun ändert. Im Zustand neun bewirkt der folgende Impuls, daß der Zähler 270 seinen Zustand von neun zurück auf Null ändert und gleichzeitig einen Trägerimpuls abgibt, der dem Dekadenzähler 272 zugeführt wird. Der Dekadenzähler 272 zählt dann in der gleichen V/eise weiter, jedoch lediglich um eins für alle zehn Zählungen des Zählers 270. Auf diese Weise können die beiden Dekadenzähler in Kombination jede Anzahl von Impulsen von Null bis neunundneunzig zählen und speichern.

Der Ausgang eines jeden Zählers tritt in vier Leitungen in einem BCD-Code auf, so daß jede Kombination von hohen und niedrigen Signalwerten in den vier Leitungen ein Digit zwischen Null und neun darstellt. Diese Code wird vom Darstellungsmodul 80 aufgenommen, so daß, wenn dieser einen Speicherpuls über die Leitung l80a erhält, der Modul die Nummer darstellt, die dem dann vorhandenen Codewert entspricht. Diese Zahl bleibt dargestellt, bis das nächste Mal ein Speicherimpuls in der Leitung 180a auftritt.

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Im Darstellungszyklus erscheint im Anschluß an das Signal in der Rückstelleitung l84a eine Anzahl von Impulsen in der Zählleitung 17Oa, wie es in der vorstehenden Beschreibung des Rechners 18 dargelegt wurde. Die Anzahl der Impulse, die dem Dekadenzähler zugeführt wird, entspricht der berechneten Anzahl der Atemzüge pro Minute. Nachdem der letzte derartige Impuls in der Zählleitung aufgetreten ist, tritt ein Speicherimpuls in der Leitung 130a auf, und dieser bewirkt, daß die numerischen Anzeigeeinrichtungen 80 und 82 den Codewert speichern und die Ziffern darstellen, die diesem Codewert entsprechen. Auf diese Weise wird die berechnete oder gezählte Anzahl der Atemzüge pro Minute dargestellt, so daß die Bedienungsperson diese Information ablesen kann. Ein Rückstellimpuls tritt in der Leitung 18¹Ia im Anschluß an den Speicherimpuls auf und stellt die Zähler auf Null zurück, wonach der Anzeigezyklus.wiederholt wird.

Der Atmungsvolumenabschnitt 26a arbeitet genau in der gleichen V/eise, wie es oben beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die drei Dekadenzähler 274, 276, 278 in Kaskade geschaltet sind und drei Anzeigemodule 82a-c treiben. Auf diese Weise kann eine Anzahl von Zählungen im Bereich von Null bis Neunhundertneunundneunzig gezählt werden und dann zur Darstellung gespeichert werden.

Die Alarmeinheit 22, die in Fig. 10 gezeigt ist, überwacht den Druck oder einen im Inneren stattfindenden Ausfall oder auftretenden Fehler und zeigt an, welcher Alarmzustand durch sichtbare und/oder hörbare Mittel ausgelöst werden soll. Ein Druckausfall wird durch einen kontinuier-

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lichen hörbaren Alarm angezeigt, während ein intermittierender Ton oder ein Piepton einen inneren Ausfall darstellt. Eine visuelle Anzeige bei Atemsperre oder einem Druckausfall wird durch ein aufblitzendes Licht an der Fronttafel dargestellt.

Der Apnoe-Alarm wird ausgelöst, wenn ein hoher logischer Signalwert in der Leitung 103b der Fühleinheit 14 auftritt, ferner wenn ein Einatmungssignal in der leitung 194a auftritt und wenn ebenfalls ein CT 3-Impuls in der Leitung 136 auftritt. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird ein Apnoe-Flipflop 238 eingestellt,und ein hörbarer Alarm 250 und eine Alarmlampe 86 werden eingeschaltet. Jeder Alarm wird zurückgestellt, wenn der Signalwert in der Leitung 103b gering ist und wenn ein Einatmungssignal 194a und ein CT 3-Signal I36 vorhanden sind.

Der Druckalarin kann entweder durch den Druckschalter (Fig. 4) eingeschaltet werden ,dar öffnet und ein Signal in der Leitung 68a erzeugt oder dadurch, daß die Druckgrenzsteuerung überschritten wird,was durch ein Signal in der Leitung 110b angezeigt wird. Wenn der Speisedruck auf l,4l kg/cm oder weniger abfällt, öffnet der Druckschalter 352 und schaltet die Druckalarmlampe 88 und den hörbaren Alarm 250 ein, wobei diese Alarmanzeigen kontinuierlich eingeschaltet bleiben, bis der Speisedruck wieder hergestellt ist und der Schalter sich schließt.

Wenn entweder die Tiefatmungs- oder Normaldruckgrenzen 54, 52 überschritten werden, wird ein Impuls durch die Auswahleinheit 16 (Fig. 7) in der Leitung HOb erzeugt. Dieser Impuls triggert einen monostabilen Multivibrator 253,

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dessen Schaltdauer zwei Sekunden beträgt. Der Ausgang dieses monostabilen Multivibrators schaltet eine Druckalarmlampe 88 und den hörbaren Alarm 250 ein und entwickelt ferner ein Signal in der Leitung 248a, welches das Patientenventil über den Prozessor 20 (Fig. 9) öffnet. Auf diese Weise wird die Druckzufuhr zum Patienten entspannt oder entlüftet. Sowohl der Apnoe-Alarm als auch der Druckalarm kann dadurch überprüft werden, daß ein Schalter 90 an der Frontplatte eingedrückt wird, wodurch die Leitung 90a geschaltet wird. Im niedergedrückten Zustand wird ein logisches Signal mit hohem Signalwert in der Leitung 90a erzeugt, welches die Alarmtreiber einschaltet, bis der Testschalter wieder losgelassen wird.

Der intermittierende Alarmton, der Piepsalarm, wird ausgelöst, wenn eine Impulsfeststellung nicht erfolgt, oder wenn ein Spannungsüberv;achung3signal fehlt, was einen Spannungsausfall anzeigt. Das Schalten des Detektors 236, der den fehlenden Impuls feststellt, erfolgt durch die überwachung des Ausgangs des Apnoe-Komparators 102b in der Leitung 103b (Fig. 6). Das Signal in der Leitung 103b wird einem Detektor 23¹* zugeführt, der eine Schwellenwertkreuzung feststellt, und dieser treibt den Detektor 236 an. Wenn der Detektor 236 in vierzehn Sekunden nicht getriggert wird, wird ein Impuls mit hohem Signalwert erzeugt, der das Piepsignal 240 auslöst. Ein Spannungsmonitor 2 überwacht die Speisespannungen von +5, +12, -12 V durch ein Vergleich der Spannungen an den Anschlüssen mit unabhängig abgeleiteten Spannungen in beispielsweise einem Satz von Komparatoren. Einer odermehrere Komparatoren erzeugen einen hohen logischen Signalwert und irgendeine der regulierten Spannungen, die sich außerhalb ihrer eingestellten

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Grenzen befinden. Dies bewirkt, daß der Piepstonalarm 2¹IO eingeschaltet wird. Im Falle eines Spannungsausfalls wird der Speisekondensator 25Oa für den Alarm 250 wirksam, um ein hörbares Signal für etwa eine Minute zu erzeugen. In der Alarmeinheit 22 ist ein Flipflop 222 (für die Unterstützung) vorgesehen, der durch einen Impuls in der Leitung 110a von der Selektoreinheit 16 eingestellt wird und der durch einen Impuls in der Leitung 105d und der Fühleinheit I¹I zurückgestellt wird. Der Impuls in der Leitung 110a tritt auf, wenn der Unterstützungsschalter 75 eingestellt ist und der Patient den Versuch macht, derart einzuatmen, daß der Luftwegdruck, der durch den Druckwandler 15 festgestellt wird, den Unterstützungsdruckschwellenwert übersteigt, der durch die Steuerung 46 eingestellt ist. Dies erzeugt eine Einatmungszeit, die sich von der, die durch die Steuerungen eingestellt ist, unterscheidet, und dadurch weisen die tatsächlichen Atemzüge pro Minute von dem Wert ab, der an der 3PM-Anzeige 80 dargestellt wird. Um die Bedienungsperson auf diese Tatsache aufmerksam zu machen, schaltet der Flipflop 222, wenn er durch einen derartigen Impuls eingestellt wird, die negierende UND-Schaltung 223, deren anderer Eingang von einem freilaufenden Multivibrator 226 zugeführt wird, der eine Zyklus- oder Schaltrate von zweimal pro Sekunde aufweist. Der Ausgang der Torschaltung 223 wird dem BPM-Treiber 224 zugeführt, der das BPM-Blinksignal der Leitung 22Ua der Anzeigeeinheit 26 zuführt (Fig. 12).

Der Flipflop 222 wird durch einen Impuls in der Leitung 105d, der von der Fühleinheit 14 stammt, zurückgestellt, welcher am Ende der Ausatmungsperiode auftritt. Wenn immer der Betrieb mit Unterstützung ausgewählt ist, bewirkt jede Atmungsbemühung des Patienten, die Druckänderungen oberhalb

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des eingestellten Schwellenwertes hervorruft, daß die
BPH-numerische Anzeige periodisch einmal jede halbe Sekunde aufblinkt, um die Bedienungsperson darauf aufmerksam zu machen, daß der anderweitig dargestellte Wert der Atemzüge pro Minute durch diese Bemühungen des Patienten geändert wird. Am Ende der Ausatmung dieses speziellen Atemzuges wird noch einmal die BPM-Anzeige ständig beleuchtet
Bei allen anderen Betriebsarten kann der Flipflop 222 nicht eingestellt werden, und die BPM-Anzeige leuchtet dauernd
auf und blinkt nicht. Impulse vom Multivibrator 226 werden dem durch zehn dividierenden Zähler 28 zugeführt, dessen
Ausgang durch den Treiber 230 verstärkt wird. Dieser Ausgang bewirkt, daß der hörbare Alarm 250 kurz alle fünf
Sekunden ertönt, wenn der Schalter 2 31 nicht so geschaltet ist, daß der Ausgang des Alarmtreibers 242 geschaltet ist.

Ein Signal wird in der Leitung 220a durch die Einheit 220
erzeugt, wenn die Beatmungsgerätespannung eingeschaltet
ist und wenn der manuelle Schalter 71 niedergedrückt wird. Der Zweck dieses Signals besteht darin, das Beatmungsgerät auf die Einatmungsphase einzustellen.

Die Alarmeinheit 28, die in Fig. lh dargestellt ist, erzeugt Alarmsignale bei niedrigen Luft- oder Sauerstoffdrucken und bei einem geringen Minutenvolumen, welches von einem Spirometer 15 festgestellt wird. Der Volumenalarm
erhält ein Signal über die Leitung 338a, wenn die Minutenvolumenanzeige entweder eine hohe oder niedrige Grenzwerteinstellung übersteigt. Das Signal in der Leitung 338a
bewirkt, daß der Volumentreiber 56 eingeschaltet wird, um
einen hörbaren Alarm 6l zu erzeugen und um die Alarmanzeigelampe 59 einzuschalten. Der Druckalarm wird durch einen

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niedrigen Luftdruck oder Sauerstoffdruck ausgelöst, wodurch die Schalter 43 und 45 betätigt werden, um Signale in den Leitungen 43a und 45a zu erzeugen. Diese Signale werden dem Treiber 57 zugeführt, der einen hörbaren Alarm 6l auslöst und die Alarmlampe 58 einschaltet. Der Testschalter 28a betätigt beide Treiber 56 und 57, und dadurch wird ein hörbarer Alarm erzeugt, und die Lampen 58. und 59 leuchten auf.

Der Atmungsnxesserprozessor 33 wird verwendet, um den Ausgang des AtmungsmesserstrÖmungsfühlers 30 zu verarbeiten, der im Patientenkreis 32 (Fig. 1) angeordnet ist. Der Atmungsmesser oder das Spirometer 30 ist eine kleine Turbine, die durch das Gas gedreht wird, welches an ihren Schaufeln vorbeiströmt. Jede Umdrehung der Turbine erzeugt einen Ausgangsimpuls. Das Ausgangssignal des Fühlers 30 wird durch den Verstärker 324 verstärkt, welcher den Impulsformer 326 antreibt. Der rechteckwellenförmige Ausgang des Impulsformers wird dann verwendet, um einen monostabilen Multivibrator 328 und eine Torschaltung 330 zu triggern. Der monostabile Multivibrator 328 erzeugt bei jedem Puls von 326 einen Impuls konstanter Breite. Diese Impulse schalten einen Transistorschalter 332 ein, der eine positive Spannung einer RC-Schaltung zuführt, die einen variablen Widerstand 340 und einen Kondensator 335 aufweist. Es sei bemerkt, daß die Schalter 331, 333, 337

auf die Atmungsvolumenbetriebsart oder auf die Minutenvolumenbetriebsart eingestellt werden können. Bei der Atmungsvolumenbetriebsart befinden sich die Schalterarme in den Stellungen 331a, 333a und 337a, während sie bei der Minutenvolumenbetriebsart sich in den Stellungen 331b, 333b und 337b befinden.

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Bei der Atmungsvolumenbetriebsart ist die resultierende Ladung des Kondensators 335 proportional zur eingangs eingestellten Impulsbreite und zur Anzahl der Impulse, die während des Ausatmungszyklus erzeugt werden. Die Spannung des Kondensators 335 wird dem Pufferverstärker 336 zugeführt, dessen Ausgang einem Meßgerät 33a zugeleitet wird (Fig. 1). Parallel zum monostabilen Multivibrator 328 erhält eine Torschaltung 330 Impulse vom Impulsformer 326. Wenn die Strömung durch den Wandler abnimmt, beginnt die Zeitperiode zwischen den Ausgangsimpulsen zuzunehmen. Diese Zeitsunahme wird fortgesetzt, bis sie eine vorbestimmte Zeit erreicht, die in der Torschaltung eingestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Torschaltung den FET 33¹J ein, der den Kondensator erdet und das Meßgerät kehrt auf den Wert Null zurück. Dadurch wird irgendeine Anzeige ausgeschaltet, die unterhalb des interessierenden Bereiches liegt.

Bei der Minutenvolumenbetriebsart befinden sich die Schalter 331 und 333, 337 in den Stellungen 331b, 333b und 337b. In dieser Stellung ist der FET-Schalter 33*» nicht länger in die Schaltung eingeschaltet, und der Kondensator 335 wird über den Widerstand 3^1 aufgeladen und über den Widerstand 342 entladen. Der Kondensator 339 ist nunmehr in den Rückkopplungskreis des Verstärkers 336 eingeschaltet. Der Kondensator 339 erzeugt eine Zeitverzögerung von derart ausreichender Dauer, daß zwischen Ausatmungen der Kondensator 335 vollständig den Ausgang des Verstärkers 336 entlädt, jedoch noch eine gewisse Gleichspannung behält. Jedenfalls erreicht der Ausgang des Verstärkers 333 den Spitzenwert des Kondensators 335 und das Meßgerät 33a zeigt das Minutenvolumen an.

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Der Minutenvolumenalarm wird durch einen Vergleich einer oberen und unteren Grenze betätigt, die durch Potentiometer 3'IO und 3*12 im Dualkomparator 338 eingestellt sind. Wenn irgendein Schwellenwert gekreuzt wird, schaltet der Komparator und erzeugt ein Signal in der Leitung 338a, welches der Alarmeinheit 28, die in Fig. dargestellt ist, zugeführt wird, die einen hörbaren und sichtbaren Alarm erzeugt, wie es im Vorstehenden beschrieben wurde.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 dargelegt wurde, führt der Dekadenzähler 121 Eingangssignale den logischen Torschaltungen 122 zu. Wenn der Dskadenzähler neun Impulse gezählt hat, werden weitere Zählungen gesperrtund er verbleibt in diesem Zustand. Der Dekadenzähler 121 wird über die Leitung 142a zurückgestellt und kann dadurch Taktimpulse zählen, die in den leitungen l60a-b auftreten. Die Leitung 2° liefert einen Impuls für jede zwei Eingangsinpulse in den Leitungen l60a-b. üblicherweise wird für jede zwei Impulse in der Leitung 2° ein Impuls in der Leitung 2 erzeugt. Für je vier Impulse in der Leitung 2°

ρ läuft ein Impuls durch die Leitung 2 und für jede zehn Impulse in der Leitung 2° läuft ein Impuls in der Leitung 2³.

Das Signal in der Leitung 2° wird umgekehrt und dem einen Eingang einer negierenden UND-Schaltung 390 zugeführt. Der andere Eingang in dieser Torschaltung erfolgt durch die Leitung 2 . Die Leitung 2° wird ebenfalls einer UND-Schaltung 392 zugeführt, deren andere Eingänge aus den Lei-

1 2
tungen 2 und 2 stammen. Der Ausgang der UND-Schaltung wird der UND-Schaltung 394 zugeführt, deren anderer Eingang

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vom Ausgang 133b des Flipflops 132b stammt. Die Torschaltung 394 erzeugt einen Impuls am CT 3-Ausgang 136, der drei Taktperioden, nachdem der Zähler 120 eingeschaltet ist, auftritt.

Die Leitung 2 vom Zähler 12o führt auch zu einem Eingang der UND-Schaltung 396, deren anderer Eingang aus einer negierenden UND-Schaltung 398 stammt. Die Eingänge der Torschaltung 398 stammen vom Ausgang 73a des IMV-Sehalters 73 und von der Ausatmungsleitung 19¹Ib des Flipflops 19^ der Einheit 20 (Fig. 9). Der verbleibende Eingang zum Tor 396 ist der Eingang 22Oa, der für den Spannungsaustausch zuständig ist. Demgemäß erzeugt die Torschaltung 396 ein Ausgangssignal, welches während der vierten bis siebenten Taktperioden nach der Einschaltung des Zählers 121 auftritt, wenn der Flipflop 19¹I in seinen Ausatmungszustand übergeht, wobei der IMV-Schalter 73 sich in seiner offenen Stellung befindet. Zusätzlich erzeugt die Torschaltung 396 ein Signal in der Zeitgeberrückstelleitung 325, wenn die Spannung zuerst für das Beatmungssystem eingeschaltet wird. Das Zeitgeberrückstellsignal in der Leitung 125 bewirkt, daß die Zeitbasis des Integrators 106 der Fühleinheit l*t über den Schalter 129 zurückgestellt wird.

Der Ausgang der Torschaltung 390 wird einem Eingang der negierenden ODER-Schaltung *J02 zugeführt. Der andere Eingang dieser Schaltung ist mit einer Taktleitung 160c verbunden. Der Ausgang 138 ist mit den Registern I90, 192 in der Einheit 20 (Fig. 9) verbunden. Demzufolge erzeugt die Torschaltung Ί02 einen kurzen Impuls während der achten Taktperiode und der Registerzähler 121 wird eingeschaltet. Auf diese Weise werden wirksam die Flipflop-Zustände übertragen.

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_ 55 - 2745526

Der Ausgang der Torschaltung 390 wird ebenfalls dem Tor ¹JO¹J zugeführt, dessen anderer Eingang mit der Taktleitung l60d verbunden ist. Der Ausgang des Tores ¹JOU ist mit der negierenden ODER-Schaltung 406 verbunden, die einen Ausgang in der Leitung 140 erzeugt, der kurz nach dem Impuls in der Leitung 138 auftritt. Der Zweck des Impulses in der Leitung I¹JO ist es, die Flip flops 132a-c zurückzustellen.

In der Darstellung in Fig. 7 nehmen die Tore 110 Zustandssignale von der Schalttafel 12 auf und vergleichen die Ausgänge von der Fühlereinheit I¹J. Zusätzlich nehmen die Tore die Zustandssignale vom Flipflop 19¹J und vom Flipflop 212 auf. Eine entsprechende Kombination der vorher erwähnten Signale wird verwendet, um die Flipflops 132a-c einzustellen und um Signale den Leitungen 110a-b zu liefern.

Der T-Anstrengung-P-Leitung 110 a wird ein Signal von einer negierenden UND-Schaltung 408 zugeführt, wenn der Schalter 75 eingeschaltet ist und wenn ein übergang in der T-Leitung 103d auftritt. Die Leitung 103d ist mit dem Komparator 102d der Fühlereinheit I¹J verbunden.

Die TP-Sicherheitsleitung 103c ist mit einer negierenden ODER-Schaltung 410 verbunden, deren anderer Eingang mit der Leitung 212a von der Einheit 20 verbunden ist. Die Leitung 212a ist ebenfalls mit einem Eingang einer negierenden ODER-Schaltung 412 verbunden. Der andere Eingang des Tores 412 ist mit der Leitung 103a (Fig. 6) verbunden. Tore 410 und 412 sind über eine negierende ODER-Schaltung 4l4 verbunden, die ein Signal in der Leitung HOb liefert und einen Eingang für die negierende UND-Schaltung 416.

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Ein Signal wird in der Leitung 110b bei jeder der folgenden Bedingungen erzeugt. Bei der ersten Bedingung liefert die Leitung 103c ein Signal mit geringem Signalwert, und der Flipflop 212 (Fig. 9) wird eingestellt. Bei der anderen Bedingung liefert die Leitung 103a ein Signal mit niedrigem Signalwert, und der Flipflop 212 wird gelöscht.

Die TV-Leitung 105c (Fig. 6) und die Leitung 194a (Fig. 9) sind über die UND-Schaltung 4l8 mit dem anderen Eingang des Tores 416 verbunden. Wenn die Leitung 105c ein Signal liefert und der Flipflop 19^ sich in dem einer Einatmung entsprechenden Zustand befindet, dann wird das Tor 416 geschaltet. Wenn kein Signal in der Leitung 110b auftritt, so wird ein Ausgangssignal in der Leitung 137c erzeugt, welches den Flipflop 132c einstellt, wenn das Tor 139c geschaltet oder geöffnet ist.

Das Tor 420 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn der IMV-Schalter 73 eingeschaltet ist und wenn der Pausenschalter 76 eingeschaltet ist, und es findet ein übergang des Signals in der Leitung 105b statt, die über die Differentationsschaltung 419 mit dem Tor 420 verbunden ist. Die Leitung Io5b ist ein Ausgang des Komparators 104b der Fühlereinheit I¹I (Fig. 6). Der Ausgang der Torschaltung 420 wird einer UND-Schaltung 422 zugeführt, die ein Signal in der leitung 137b erzeugt, wenn der Flipflop 194 sich in dem einer Einatmung entsprechenden Zustand befindet und wenn der Flipflop 212 eingestellt ist.

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Die UND-Schaltung 420 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn der IMV-Schalter 173 eingeschaltet ist und der IMV-Schalter 60 eingeschaltet ist, wobei das Signal in der Leitung 120a einen übergang durchführt, und dieser wird über die Differentiationsschaltung 423 dem Tor 424 zugeführt. Das Signal am Ausgang des Tores 12¹J wird über die ODER-Schaltung 430 und durch die UND-Schaltung '»32 geleitet, wenn der Flipflop 194 sich in seinem dem Ausatmen entsprechenden Zustand befindet. Demgemäß wird ein Signal in der Leitung 137a erzeugt und dadurch wird der Flipflop 132a eingestellt, wenn das Tor 139 geschaltet oder geöffnet ist. Der andere Eingang der ODER-Schaltung 430 ist mit der UND-Schaltung 428 verbunden, welche einen Eingang hat, der mit dem Tor 426 verbunden ist. Das Tor 426 liefert ein Ausgangssignal, wenn entweder die Leitungen 105a, d ein Signal führen oder wenn ein Ausgangssignal in der Leitung 110a erzeugt wird, wie es vorher beschrieben wurde. Mit einem Ausgangssignal vom Tor 426 erzeugt das Tor 42 8 ein Ausgangssignal, wenn der IMV-Schalter 73 ausgeschaltet ist.

Es sei bemerkt, daß ein Signal mit einem hohen Signalwert an irgendeiner der Leitungen 196a-d (Fig. 9) über einen entsprechenden Treiber 24a-d der Einheit 24 wirksam ist, um einen entsprechenden Solenoidschieber 25a-d (Fig. 4, 5) zu erregen. Die Leitungen 195a, b sind mit einer negierenden UND-Schaltung 434 verbunden, deren Ausgang einem Eingang der negierenden ODER-Schaltung 436 zugeführt wird, die einen Ausgang 196a hat. Die Leitungen 195a, b sind ebenfalls mit den Eingängen der Tore 438, 440 verbunden, wobei die übrigen Eingänge dieser Tore mit der Leitung 248a (Fig. 10) verbunden sind.

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- 5ο -

Ein Signal mit hohem Signalwert in den Leitungen 195a, b erzeugt am Tor 434 ein Signal mit niedrigem Signalwert, welches seinerseits ein Signal mit hohem Signalwert in der Leitung 196a erzeugt, wenn der IMV-Schalter 73 eingeschaltet ist. Auf diese V/eise wird das IMV-Strömungssolenoid 25a betätigt. Wenn in der Leitung 248a ein Signal mit niedrigem Signalwert vorhanden ist und in der Leitung 195b ebenfalls ein Signal mit niedrigem Signalwert, dann wird ein Signal mit hohem Signalwert in der Leitung 196b erzeugt, wodurch das Hauptströmungssolenoid 25b erregt wird.

Wenn in den Leitungen 195b und 248a Signale mit geringem Signalwert auftreten, dann ist in der Leitung 196c ein Signal mit hohem Signalwert vorhanden, um den Luftwegsolenoidschieber 25c zu erregen. In der Leitung 195c ist ein Signal mit geringem Signalwert vorhanden, wenn in der Leitung 19Vo ein Signal mit hohem Signalwert auftritt und der PEEP-Schalter 77 eingeschaltet ist. Wenn in den Leitungen 195c und 248 Signale mit geringem Signalwert auftreten, tritt in der Leitung 196d ein Signal mit hohem Signalwert auf, um den PEEP-Schieber 25d zu erregen.

Die Leitung 248a wird vom monostabilen Multivibrator 248 (Fig. 10) beliefert, der durch die Leitung HOb betätigt wird, wobei ferner die Signalzulieferung durch die Tore HO der Auswahleinheit 16 (Fig. 7) erfolgt.

Die Zähler 204 und 202 (Fig. 9) liefern drei bzw. vier Eingänge zu einer Reihe von negierenden UND-Schaltungen 211a-e. Die fünf Ausgänge dieser Tore sind mit einem Auswahlschalter 62 (Fig. 2) verbunden, der eine der fünf

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Ausgangsleitungen auswählt. Wie Fig. 9 zeigt, ist die ausgewählte Ausgangs leitung über eine Leitung 62a durch das Tor 197 mit einem monostabilen Multivibrator 198 und einer Leitungl98a verbunden, um die Zähler 202, 204 zurückzustellen. Wenn der fünfzehn-Tiefatrnungen-pro Stunde-Ausgang des Tores 211a ausgewählt ist, wird ein Ausgang vierundzwanzigstel Sekunden-Perioden erzeugt, nachdem die Zähler 202, 20*1 zurückgestellt sind. Dieser Ausgang stellt die Zähler 202 und 204, wie oben dargelegt, zurück. Auf diese Weise werden die Zähler 202 und 204 alle:vierundzwanzigstel Sekunden-Periode geschaltet, und dies erzeugt die fünfzehn Tiefatmungen pro Stundenrate. Die übrigen Ausgangsleitungen 210b-e arbeiten in gleicher Weise.

Wie Fig. 9 zeigt, ändert der Zähler 208 seinen Zustand und spricht auf Signale in der Leitung 124a an. Der Ausgang des Zählers 208 wird über zwei Leitungen 2O8a-b (2° und 2¹) dem Zählertor oder UND-Tor 214 zugeführt. Die Mehrfachatmungs-1-Leitung ist mit der 2 -Leitung 2O8a verbunden und die Mehrfachatmung-2-Leitung ist mit der 2 -Leitung 208b verbunden. Die Mehrfachatmungs-3-Leitung ist der Ausgang einer UND-Schaltung 214. Leitungen 2l4a sind mit dem Schalter 64 (Fig. 2) verbunden, und dieser Schalter ist wirksam, um eine der drei Atmungsleitungen auszuwählen. Der Ausgang des Schalters 64 wird dann über die Leitung 64a zum Zähler 208 zurückgeführt.

Wenn die Mehrfachatmungs-1-Leitung vom Tor 214 zum Schalter 64 ausgewählt wird, dann wird der Zähler 208 zurückgestellt, nachdem ein Impuls in der Leitung 194a auftritt. Wenn die Mehrfachtiefatraungs-2-Leitung ausgewählt ist, dann erscheinen zwei Impulse in der Leitung 194a, und wenn die Mehrfach-

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atmungs-3-Leitung ausgewählt ist, dann erscheinen drei Impulse in der Leitung 19¹Ja. In Abhängigkeit von der Einstellung des Schalters 64 werden auf diese Weise eine tiefe Atmung, zwei tiefe Atmungen, eine nacheinander oder drei tiefe Atmungen nacheinander ausgewählt.

Bei der Darstellung in Fig. 8 hat das Signal in der Leitung 150a für eine Zeitperiode einen hohen Wert, der proportional zum berechneten Atrnungsvolumen ist. Dieses Signal mit hohem Signalwert in der Leitung 150a schaltet die negierende UND-Schaltung 444 (Fig. 19). Der andere Eingang zum Tor 444 ist ein Zehn-KHz-Taktsignal in der Leitung l60a. Ein erster Taktimpuls ist durch das Tor 444 wirksam, um die Flipflops 446a-b einzustellen, der dann wirksam ist, um die negierende UND-Schaltung 4 4 8a zu schalten. Der Ausgang des Tores 448a stellt die Flipflops 45Oa-b ein, wenn über die Leitung l60b ein zweiter Taktimpuls von der Taktschaltung ΙβΟ geliefert wird.

Der Ausgang des Flipflops 45Oa-b schaltet das Tor 456 und dieses liefert eine Reihe von Impulsen über die Leitung 152b dem Dekadenzähler 156 (Fig. 8). Am Ende de3 Taktimpulses in der Leitung l60b wird der Flipflop 45Oa-b zurückgestellt. Auf diese Weise tritt eine Reihe von Impulsen der Leitung 152b mit einer Frequenz von zehn KHz auf, so lange wie das Signal in der Leitung 150a einen hohen Wert hat. Die Anzahl der Impulse in der Leitung 152b hat eine Beziehung zum berechneten Atmungsvolumen. Wenn das Signal in der Leitung 15a einen niedrigen Signalwert hat, wird ein Rückstellsignal in der Leitung 152c erzeugt, um den Flipflop 446a-b, den Integrator 148 (Fig. 8) und die Zähler in der Einheit 26 zurückzustellen. Ein Ausgang

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wird durch die negierende UND-Schaltung 454 in der Leitung 152a erzeugt, so daß die Zählung, die in den Zählern in der Einheit 26 gespeichert ist, auf die numerische Anzeige übertragen wird.

IV. Tabelle der Bauteile

In Beatmungsgerät werden die folgenden Bauteile verwendet

Bezugszeichen Bauteil

Modell Mr.

Hersteller

30, 33

80a-b
82a-c

Spironeter & Spirometer Prozessor

Anzeige

510 5082-7302
Series

FOPEGGER DIV. AIR PRODUCTS & CHEMICALS, INC.

HEWLETT PACKARD CORP.

120,121,156
202,204,208,

270,272,274
276,278

Dekadenzähler

SN 749ON

TEXAS INSTRUMENTS

129, 130

190, 192

206, 236
124

Schalter

IH 5OI8

Steuerregister SN 7474N

Zeitgeber

Aufnehmen und Halten LM 555CN

HA 2425 INTERSIL

TEXAS INSTRUMENTS

NATIONAL SEMICONDUCTOR CORP.

HARRIS SEMICONDUCTOR CO.

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ι L e

e rs e ι f e

Claims (1)

1. MÜLLER-BORE · DEUFEL · SCHO V · FEKVEL

   PATEliTAirWlLTE Δ I H

   1 ο. οκτ. m?

   DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

   Hl/Gei.-A 2536

   AIR PRODUCTS AND CHEMICALS, INC.,Allentown,

   Pennsylvania 18105 / V.St.A.

   Beatmungssystem

   Patentansprüche

   ( 1 ./Beatmungssystem zur Belieferung eines Patienten mit einer Strömung eines unter Druck stehenden Atmungsgases, gekennzeichnet durch Schieber, die auf Steuersignale ansprechen, um die Gasströmung zum Patienten zur Einatmung und Ausatmung zu steuern, Einstellvorrichtungen, mit denen mehrere einzelne vorbestimmte Schwellenwertsignale eingestellt werden, Signaleinrichtungen, mit denen wenigstens ein gemeinsames veränderliches Signal erzeugt wird, Vorrichtungen, die jedes Schwellenwertsignal mit diesem gemeinsamen veränderlichen Signal vergleichen, um mehrere Steuersignale zu erzeugen, und Einrichtungen, mit

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   denen diese Steuersignale den Schiebern zugeführt werden, um die Gasströmung zum Patienten zu steuern, wobei die Einstsllvorrichtungen kontinuierlich eingestellt werden können, um eines oder mehrere der Schwellenwertsignale zu verändern, ohne irgendeine der anderen Schwellenwertsignale zu verändern.

   2. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen mehrere Zeiteinstellkreise aufweisen, von denen jeder ein individuelles zeitbezogenes Schwellenwertsignal erzeugt, wobei die Signaleinrichturlgen ein Zeitsignal erzeugen, dessen Amplitude sich als Funktion der Zeit ändert, und wobei die Vergleichseinrichtungen Zeitvergleichsvorrichtungen aufweisen, um das Zeitsignal mit jedem der zeitbezogenen Schwellenwertsignale zu vergleichen, um mehrere Zeitsteuersignale zu erzeugen, von denen jedes von jedem anderen unabhängig ist und von denen jedes lediglich von seinem entsprechenden zeitbezogenen Schwellenwertsignal abhängt.

   3. Beatmungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitvergleichseinrichtung mehrere Komparatorkreise aufweist, von denen jeder auf ein verschiedenes zeitbezogenes Schwellenwertsignal sich bezieht, um jedes der zeitbezogenen Schwellenwertsignale mit dem besagten Zeitsignal zu vergleichen.

   ¹I. Beatmungssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtungen eine Zeitbasis aufweisen, um das Zeitsignal zu erzeugen, dessen Wert mit der Zeit in einer vorbestimmten Weise monoton ansteigt.

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   5. Beatmungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtungen mehrere einstellbare Einstellkreise aufweisen, die sich auf einen Atmungsprozentwert oberhalb normal, eine Einatmungszeit und eine Atmungspause beziehen, wobei jeder dieser Einstellkreise ein entsprechendes Schwellenwertsignal erzeugt.

   6. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtungen mehrere Druckeinstellkreise aufweisen, von denen jeder ein individuelles, vorbestimmtes druckbezogenes Schwellenwertsignal erzeugt, daß die Signaleinrichtungen Drucksignale erzeugen, deren Amplitude sich als eine Funktion des Patientendruckes verändert, daß die Vergleichseinrichtungen Druckvergleichseinrichtungen aufweisen, um die Drucksignale mit jedem der druckbezogenen Schwellenwertsignale zu vergleichen, um mehrere Drucksteuersignale zu erzeugen, die unabhängig voneinander sind und von denen jedes lediglich von dem entsprechenden druckbezogenen Schwellenwertsignal abhängt.

   7. Beatmungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtungen mehrere Komparatorschaltungen aufweisen, von denen jede von einem anderen druckbezogenen Schwellenwertsignal abhängt, um jedes der druckbezogenen Schwellenwertsignale mit dem besagten Drucksignal zu vergleichen.

   8. Beatmungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung mehrere einstellbare Einstellkreise aufweist, die visuell auf die Atmungsdruckgrenze, das Atmungsvolumen, die normale Druckgrenze und den Zusatzdruck oder Unterstützungsdruck bezogen sind, wobei jeder der Einstellkreise ein entsprechendes Schwellwertsignal erzeugt.

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   9. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektronische und pneumatische Fehlfunktions-Alarmeinrichtungen vorgesehen sind und Patientenfehlfunktionsalarme inri cht ungen.

   10. Beatmungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen und pneumatischen Fehlfunktionsalarmeinrichtungen mehrere nicht einstellbare Alarmkreise für eine konstante überwachung der Zuführungseinrichtungen aufweisen und zur Anzeige einer Betätigung wenigstens einer der Alarmkreise.

   11. Beatmungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle für das Beatmungssystem vorgesehen ist, daß ein erster nicht einstellbarer Alarmkreis vorgesehen ist, um einen nicht einstellbaren Alarmzustand anzuzeigen, wenn wenigstens eine Spannungsquelle unter einem vorbestimmten Schwellenwert abfällt, daß ein zweiter nicht einstellbarer Alarmkreis Einrichtungen aufweist, um einen nicht einstellbaren Alarmzustand anzuzeigen, wenn der Eingangsdruck unter einen vorbestimmten Grenzwert abfällt, daß ein dritter nicht einstellbarer Alarmkreis Einrichtungen aufweist, um einen nicht einstellbaren Alarmzustand anzuzeigen, wenn das Beatmungssystem zwischen Einatmung und Ausatmung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nicht arbeitet und daß ein vierter nicht einstellbarer Alarmkreis Einrichtungen aufweist, um einen nicht einstellbaren Alarmzustand anzuzeigen, wenn die Spannung der Spannungsquelle abfällt.

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   12. Beatmungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen und pneumatischen Fehlfunktionsalarmeinrichtungen einstellbare Druckalarmvorrichtungen aufweisen, die betätigt werden, wenn der Druck des Gases über einen vorbestimmten oberen Wert ansteigt.

   13. Beatmungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Druckalarmeinrichtung Vorrichtungen aufweist, um eine Ausatmung des Patienten unmittelbar einzuleiten, wenn der vorbestimmte obere Wert für eine vorbestimmte Ausatmungszeit überschritten wird.

   14. Beatmungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Patientenfehlfunktionsalarmeinrichtungen einstellbare Apnoe-Alarmeinrichtungen aufweisen, um einen Alarm anzuzeigen, wenn am Ende der Einatmung des Patienten der Druck nicht auf den Apnoe-Schwellenwert angestiegen ist.

   15· Beatmungssystem nach Anspruch I¹I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausatmungsspirometer vorgesehen ist, um die Patientengasströmung zu messen, daß Einrichtungen mit diesem Ausatmungsspirometer verbunden sind, um das Ausatmungsvolumen und das Minutenvolumen zu messen, daß die Patientenfehlfunktionsalarmeinrichtungen einen einstellbaren Minutenvolumenalarmkreis aufweisen, um einen Alarm anzuzeigen, wenn der Wert des Minutenvolumens über einen vorbestimmten Wert ansteigt oder unter diesen abfällt.

   16. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um ein vorbestimmtes der Schwellenwertsignalwerte der Atmungsparameter des Beatmungssystems zu berechnen.

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   Ι?· Beatmungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Parameter zur überwachung unabhängig von der Einstellung der einstellbaren Vorrichtungen darzustellen.

   18. Beatmungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Einrichtungen mehrere einstellbare Einstellkreise aufweisen, die sich auf die Einatmungszeit, die Strömungsrate und das I : Ε-Verhältnis beziehen, daß die Rechner erste Mittel aufweisen, um das Atmungsvolumen aus dem Schwellenwertsignal der Einstellkreise, bezogen auf die Atmungszeit und Strömungsrate, zu berechnen, und zweite Mittel, um die Atemzüge pro Minute aus dem Schwellenwertsignal des Einstellkreises, bezogen auf die Einatmungszeit und das I : Ε-Verhältnis zu berechnen.

   19. Beatraungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungswandler im wesentlichen dicht beim Patienten angeordnet ist, um die ausgeatmete Gasströmung des Patienten festzustellen, daß Einrichtungen mit dem Wandler verbunden sind, um das ausgeatmete Atmungsvolumen und das Minutenvolumen zu berechnen, um diese Werte mit dem berechneten Atmungsvolumen zu vergleichen.

   20. Beatmungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber- und Ventileinrichtungen einen Patientenkreis umfassen, daß der Patientenkreis Einrichtungen aufweist, um den Druck des Gases dicht beim Patienten zu messen, wodurch übermäßige Druckabfälle in der Leitung ausgeschaltet werden.

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   21. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtungen Mittel aufweisen, um wenigstens eines der Kontrollsignale auszuwählen, welches den Schiebern zugeführt wird.

   22. Beatmungssystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsartschaltung vorgesehen ist, um wenigstens ein Betriebsartsignal auszuwählen, welches sich auf eine gewünschte Betriebsart bezieht, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die einen Betriebsartschalter mit den ausgewählten Mitteln verbindet, um wenigstens ein Steuersignal auszuwählen, welches den Schiebern, entsprechend dem ausgewählten Betriebsartsignal, zugeführt wird.

   23. Beatmungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtungen bistabile Vorrichtungen aufweisen, um sicherzustellen, daß dieses Signal den Schiebern während eines vollständigen Atmungszyklus zugeführt wird, ehe von einer Betriebsart auf die andere umgeschaltet wird, und zwar entsprechend der Betätigung der Betriebsartschaltung.

   2k. Beatmungssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsartschaltung einen IMV-Schalter aufweist, der wirksam ist, um ein IMV-Signal auszuwählen, daß die Einstelleinrichtungen Vorrichtungen aufweisen, um ein IMV-Ratenschwellensignal zu erzeugen, daß die IMV-Signaleinrichtungen mit den einstellbaren Vorrichtungen verbunden sind, um ein IMV-Ratensteuersignal, ansprechend auf das IMV-Ratenschwellenwertsignal, zu erzeugen und daß Mittel vorgesehen sind, um die IMV-Signaleinrichtungen und den IMV-Schalter mit den Zuführungseinrichtungen zu verbinden, um dae IMV-Ratensignal den Schiebern zuzuführen, wenn die IMV-Betriebsweise ausgewählt ist.

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   25. Beatmungssystem nach Anspruch 2¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die IMV-Signaleinrichtungen eine Komparatorschaltung aufweisen, um das IMV-Ratenschwellenwertsignal mit einem zusätzlichen veränderlichen Signal zu vergleichen und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um das resultierende Signal zu verzögern, um das IMV-Ratensteuersignal zu erzeugen, um eine zwangsweise oder bedarfsweise Atmung einzuleiten, wenn das IMV-Betriebssignal ausgewählt ist.

   26. Beatmungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsartschaltung individuelle Schalteinrichtungen aufweist, um Betriebsartsignale zu erzeugen, die einer Atmung, einer Unterstützung oder einem Zusatz, einer Atmungspause und PEEP entsprechen.

   27· Beatmungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsartschalter einen PEEP-Schalter aufweisen, um ein PEEP-Betriebsartsignal auszuwählen, daß PEEP-Mittel mit den Zuführungseinrichtungen verbunden sind, um einen höheren positiven Druck am Ende der Ausatmung des Patienten auszuwählen, um einen Innendruck auszubilden, wenn das PEEP-Betriebsartsignal ausgewählt ist und daß Mittel vorgesehen sind, um diesen Druck, der dem Patienten direkt zugeführt wird, anzuzeigen.

   28. Beatmungsgerät nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlmittel Haltemittel aufweisen, um einen Durchgang aller Betriebsartsignale mit Ausnahme des PEEP-Betriebsartsignals zu sperren, wenn das IMV-Betriebsartsignal ausgewählt ist.

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   29. Integriertes Beatmungssystem mit mehreren integrierten Betriebsweisen, um einen Patienten mit einem unter Druck stehenden Atmungsgas zu versorgen, gekennzeichnet durch Betriebsartschalter, die wenigstens ein Betriebsartsignal erzeugen, Schieber, die auf Steuersignale ansprechen, um die Gasströmung zum Patienten zur Einatmung und Ausatmung zu steuern, mehrere einstellbare Einstellvorrichtungen, von denen jede ein individuelles vorbestimmtes Schwellenwertsignal erzeugt, welches sich auf unterschiedliche Parameter der Gasströmung bezieht, Fühler, die mit den Einstelleinrichtungen verbunden sind, um von den Schwellenwertsignalen mehrere Steuersignale abzuleiten, Einrichtungen, um wenigstens ein Steuersignal, entsprechend wenigstens einem ausgewählten Betriebsartsignal, auszuwählen und Einrichtungen, um Steuersignale den Schiebern zuzuführen, um die Gasströmung zum Patienten zu steuern.

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