DE2750450B2 - Beatmungsgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät, entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Beatmungsgeräte können über vom zu Beatmenden abgenommene physiologische Kenngrößen, wie u. a. den O2-Verbrauch oder die CCVProduktion, gesteuert werden. Die Werte werden dabei über eine Mengenbilanz zwischen der Einatem- und der Ausatemphase ermittelt. Relativabweichungen in den Meßempfindlichkeiten gehen entscheidend in das Ergebnis ein. Sie sollten daher möglichst kontinuierlich bekannt werden und umgehend ausgeglichen werden, ohne dabei die Atmung des zu Beatmenden zu stören oder gar zu unterbrechen.

Es ist eine Gasmeßvorrichtung bekannt, mit der unter Verwendung der Infrarotabsorption der CO₂-Gehalt in Atemgasen kontinuierlich gemessen wird. Dabei ist eine Meßküvette mit einer Lichtquelle, einem auf CO2 abgestimmten Interferenzfilter und einem Fotodetektor im Atemluftstrom angeordnet. Durch die Meßküvette werden das Einatemgas und auch anschließend das Ausatemgas geführt. Ein Relativabgleich zwischen Sensoren in der Einatemgasführung und der Ausatemgasfilhrung erübrigt sich. Diese bekannte Gasmeßvorrichtung gibt jedoch nicht die Möglichkeit, weitere Sensoren zur gleichzeitigen Messung weiterer Gasparameter, wie z. B. der Gasströmung, der Feuchte, der Temperatur, des Druckes und der Konzentration mehrerer Gaskomponenten, unterzubringen und damit dann Messungen durchzuführen. Der größere Raumbedarf würde zu einer unzulässigen Vergrößerung des Toiraumes bei der Beatmung führen. Die Anbringung derart vieler Meßsysteme direkt am Tubus wird das Wohlbefinden des zu beatmenden stark beeinträchtigen (DE-OS 24 42 589).

Es ist ein sollwertgesteuertes Beatmungsgerät mit einem Einatemzweig und einem Ausatemzweig bekannt, in denen jeweils Einrichtungen vorhanden sind, um dem Patienten das einzuatmende Atemgas sollwertgesteuert zuzuführen bzw. das auszuatmende Atemgas abzuführen. Eine Kontrolleinheit im Einatemzweig stellt den Druck, das geatmete Volumen und/oder gewünschte Veränderliche fest Eine Steuereinheit verbindet die Einrichtungen untereinander und steuert sie unter Benutzung der Daten aus der Kontrolleinheit Die Einrichtungen in den beiden Atemzweigen enthalten als Hauptelemente jeweils einen Strömungsmesser mit einem von diesem gesteuerten Strömungsregler, sowie einen Nullabgleich. Dieser Nullabgleich wird während des Atemzyklus ohne Störung der laufenden Beatmung vorgenommen. Mit diesem Beatmungsgerät ist eine Kontrolle der Meßwerte der beiden Strömungsmesser oder ein Angleich der Relativabweichungen nicht möglich (US-PS 37 41 208).

Aufgabe der Erfindung ist ein Beatmungsgerät, in dem Drift- und/oder Relativabweichungen in den Meßwertaufnehmern mit daraus resultierenden abweichenden Beatmungsdaten möglichst kontinuierlich und ohne Störung der Beatmung ausgeglichen werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1. Mit dieser einfachen und vorteilhaften Lösung durchströmt das Atemgas aus dem Antriebsteil des Beatmungsgerätes, es könnte auch aus einer Eichgasleitung zugeführt werden, nacheinander die nun in Reihe geschalteten einatmungs- und ausatmungsseitigen Überwachungseinrichtungen mit ihren Sensoren. Die Steuereinheit steuert die jeweils für die Parameter des Atemgases vorgesehenen Sensorenpaare an und nimmt die Angleichung vor. Die Abgleichfaktoren werden in dem Rechner bis zur nächsten Angleichung gespeichert. Sie stehen zwischendurch für weitere Meß- und Steuervorgänge zur Verfügung. Es könnten z. B. über Zeiteinrichtungen gleichzeitig die geströmten, für die Beatmung wichtigen Mengen an O2 und CO2 ermittelt werden. Bei bekannten Parameterdaten des Atemgases kann in einfacher Weise auch gleichzeitig eine Absoluteichung der Sensoren und der ganzen Überwachungseinrichtungen vorgenommen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Beatmungsgerätes nach der Erfindung ergeben sich aus den Kennzeichen der Ansprüche 2 bis 4. Mit der während der Zeit zwischen den einzelnen Einatemphasen vorzunehmenden Angleichung werden in sicherer Weise die Drift- und/oder Relativabweichungen in den Meßwertaufnehmern verhindert. Während das Atemgas für den Angleichvorgang zur Verfügung steht, kann der zu Beatmende ganz normal aus dem Auslaßventil nach außen ausatmen. Die mit diesem Beatmungsgerät gegebenen Möglichkeiten erfüllen einen praktisch kontinuierlichen Angleichvorgang. In der Praxis kann man die Häufigkeit der Angleichungen von der Driftstabilität der Steuersysteme abhängig machen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Der Antriebsteil 1 des Beatmungsgerätes mit dem Gasmischer 2 versorgt über die Einatemleitung 3 den zu Beatmenden 4 mit dem Atemgas, das tr dann über die Ausatemleitung 5 wieder ausatmet Die Steuereinheit 6 ist über den Rechner 7 mit der inspiratorischen Überwachungseinrichtung 8 in der Einatemleitung 3 und mit der exspiratorischen Überwachungseinrichtung 9 in der Ausatemleitung 5 verbunden. Die Überwacnungseinrichtu-ig 8 enthält Sensoren a, h, ... und die Überwachungseinrichtung 9 Sensoren a', b', ... zur Feststellung jeweils gewünschter Parameter des Atemgases. Sie sind paarweise a-a', Z>-ö'usw. zu betrachten.

Die Einatemieitung 3 und die Ausatemleitung 5 sind zwischen der Zusammenführung 11, einem bekannten y-Stück und den Überwachungseinrichtungen 8 und 9 durch die Kurzschlußleitung 12 miteinander verbunden. Der Anschluß erfolgt über die von der Steuereinheit 6 zu steuernden Drei-Wege-Ventile 13 und 14. Das Auslaßventil 15 in der Ausatemleitung 5, angesteuert über die Steuerverbindung 16 von der Steuereinheit 6, ermöglicht dem zu Beatmenden das Ausatmen bei durchgesteuerter Kurzschlußleitung 12.

Die Relativangleichung zwischen der Überwachungseinrichtung 8 und der Überwachungseinrichtung 9 erfolgt nach ihrer Hintereinanderschaltung über die Kurzschlußleitung 12. Das Atemgas fließt dam von dem Antriebsteil 1 über die Überwachungseinrichtung 8, die Kurzschlußleitung 12 und die Überwachungseinrichtung 9. Die Steuereinheit 6 steuert gleichzeitig zum Angleichen und damit Beseitigen der Relativfehler den Gasmischer 2 und den Aritriebsteil 1 so an, daß eine geeignete Gasmenge mit gewünschten Eigenschaften nacheinander die entsprechenden Sensorenpaare a-a', b-b', ... durchströmt Der Rechner 7 nimmt die Meßwerte der Sensoren a, a', b, b\ ... aus den Überwachungseinrichtungen 8 und 9 entgegen und gleicht die Meßwerte der jeweiligen Paare, also für die gleichen Parameter des Atemgases, auf gleiche Werte

ίο ab. Die dazu erforderlichen Abgleichfakioren für die einzelnen Messungen werden in dem Rechner 7 bis zur nächsten Angleichung gespeichert Sie stehen damit während der anschließenden Beatmung für weitere Steuer- und Meßvorgänge zur Verfügung.

Die Angleichung erfolgt vorteilhaft zwischen dem Ende einer Einatmung und dem Beginn der nächsten Hinatmung. Je nach dem Verhältnis der Atemzuglänge zu der für die Angleichung benötigten Zeitspanne können die inspiraltorsche Pause, die Ausatemzeit, die exspiratorische Pause oder die Verlängerung in Form eines künstlichen Seufzers einzeln, in Kombination oder in der Summe für den Angleichvorgang benutzt werden. Während der auf diese Weise ausgewählten Zeitspanne steht das vom Antriebsteil 1 und dem Gasmischer 2 bereitgestellte Gasgemisch für den Angleichvorgang zur Verfügung, ohne daß dadurch die Beatmung gestört wird.

Während des Angleichvorganges erfolgt die Ausatmung des zu Beatmenden über das gleichzeitig von der Steuereinheit 6 angesteuerte Auslaßventil 15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Beatmungsgerät mit getrennten, vor dem zu Beatmenden zusammengeführten Einatem- und Ausatemleitungen, in denen jeweils identische Sensoren und Stellglieder angeordnet sind, mit einer Steuereinheit und/oder einem Rechner als Regler, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurzschlußleitung (12) über von der Steuereinheit (6) gesteuerte Drei-Wege-Ventile (13, 14) zwischen Überwachungseinrichtungen (8,9) mit den Sensoren und der Zusammenführung (11) zwischen der Einatemleitung (3) und der Ausatemleitung (5) eingebaut ist, daß die Kurzschlußleitung zyklisch in geeigneten Beatmungspausen angeschlossen wird und daß die während dieser Zeit von den Sensorenpaaren (a-a', b-b'..) gemessenen Parameter des Atemgases im Rechner (7) und/oder der Steuereinheit (6) verglichen werden und aus den Differenzen Korrekturwerte für die Steuerung/Regelung gewonnen werden.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Steuereinheit (6) gesteuertes Auslaßventil (15) in den Teil der Ausatemleitung (5) zwischen der Zusammenführung (11) und dem Drei-Wege-Ventil (14) eingebaut ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß der Kurzschlußleitung (12) jeweils zwischen dem Ende einer Einatmung und dem Beginn der nächsten Einatmung erfolgt.

4. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Wegfall der Überwachungseinrichtung (8) in der Einatemleitung (3) der Abgleich der Sensoren der Überwachungseinrichtung (9) in der Ausatemleitung (5) direkt über die Daten aus einem Antriebsteil (1) und/oder einem Gasmischer (2) erfolgt.