DE2827648A1

DE2827648A1 - Pneumatisch geregeltes druckentlastungsventil, insbesondere fuer medizinische anwendungen

Info

Publication number: DE2827648A1
Application number: DE19782827648
Authority: DE
Inventors: Anthony Soot-Wang Au
Original assignee: AU ANTHONY SOOT WANG
Current assignee: AU ANTHONY SOOT WANG
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1979-01-18
Also published as: US4178940A; GB2060826A; GB2000259B; JPS5417526A; GB2000259A; GB2060826B

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein pneumatisch geregeltes Druckentlastungsventil und hat Einrichtungen, dift mit solchen Ventilen arbeiten, zum Gegenstand. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem pneumatischen Druckentlastungsventil bzw. Überdruckventil oder Sicherheitsventil, im folgenden Druckentlastungsventil genannt, sowie mit einer aufblähbaren Manschettenanordnung (cuff system) eines Tracheal-, Endotracheal- oder Endobronchialrohres oder dergleichen, ein Atmungssystem mit positivem Ende bzw. Zwangsatmungssystem (positive end expiratory syntem), oder Sauganordnung, wobei jede dieser Anordnungen durch die Verwendung eines pneumatisch geregelten Druckentlastungsventils wesentlich verbessert wird.

Pneumatische Ventile, die mit einer Membran zum öffnen und Schließen eines Durchgangs in Abhängigkeit von Druckänderungen bei verschiedenen Anordnungen arbeiten, sind seit vielen Jahren bekannt. In den meisten Fällen bildet die Membran den Betätigungsmechanismus zum Betätigen eines mechanischen Ventilverschlußelementes.

Eine Anzahl von Membranregelventilen für besondere Zwecke wurden bereits entwickelt, bei denen das Membranelement selbst expandierbar ist, um direkt die Fluid strömung durch ein Ventil zu regeln. Eine solche Einrichtung ist beispielsweise in der US-Patentschrift 2 59^ 207 (Bailey et al vom 27. Mai 1952) beschrieben. Bei dieser Einrichtung

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ist eine Blase innerhalb einer Leitung angeordnet, die Blase i.^c5t aufblasbar und beengt die Fluid strömung durch die Leitung. Das Ausmaß, bis zu dem die Blase aufgebläht wird, wird bestimmt durch den Druck innerhalb der im Gebrauch befindlichen Leitung und wird durch einen Druckregler geregelt. Der Druckregler umfaßt eine komplexe Anordnung beweglicher Teile, die ihren Niederschlag in den Kosten finden; er lä.'3t sich nicht mit Druck sy st em en zusammen verwenden, wie sie beispielsweise bei medizinischen Anwendungen, wie dem Aufblasen einer Manschette einer Tracheal- oder Endotrachealröhre Verwendung finden. Die Ventilanordnung der US-PS 2 59^ 207 ist besonders geeignet, ujn in der Industrie Anwendung zu finden, da es sich um einen Druckregler handelt, wie er gewöhnlich in der Industrie eingesetzt wird.

Auf dem medizinischen Geb-iet wurde die Trachealintubation, auch als Endotrachealintubation bekannt, immer unter der Gefahr einer Trachealschädigung durchgeführt. Die Gefahr einer Trachea]Schädigung nimmt zu mit der Dauer der Intubation und insbesondere mit e"^:\em Ansteigen im Druck in der Manschette der Tracheairöhre. Trotz verschiedener Modifikationen in den Manschetten von Tracheairöhren und trotz äußerster Sorgfalt bei der Vermeidung einer übermäßigen Aufblähung der Manschetten der Tracheairöhren, treten doch Komplikationen auf. Bei früheren Modifikationen an Tracheairöhren wurden hochvolumige Niederdruck man schettenanordnungen verwendet. Mit diesen Anordnungen konnte jedoch das Problem der Trachealschädigung nicht gelöst werden. Ein Grund der Trachealschädigung liegt vermutlich im anfänglich hohen Druck in der Manschette der Tracheairöhre

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wahrend des ersten Auf Maseru; der Manschette (cuff). Eine b'chädigung kann auch in K-LLiCn- auftreten, wo der Druck der Manschette zunächst /.iemJ ich niedrig ist, .iedoch während des chirurgischen Eingriffs wegen der Abgabe anästhetischer Gase (beispielsweise Stickoxyd, Sauerstoff und andere anästhetische Gase) an die P/ianschette zunimmt. In Fällen, in denen Patienten intubiert sind, wie beispielsweise, wenn die Patienten Tntensivpflege erhalt en, können trotz, sorgfältigster Überwachung ihre Manschettendrücke in einer Tntensivpflegestation vor den chirurgischen Eingriffen die Manschettendrücke während und nach den Operationen als Ergebnis der Abgabe von Gasen in die Manschetten zunehmen.

Trotz des Vorhandenseins von mit Trachealschädigung zusammenhängenden Problemen, die aus dem Manschettendruck über gewisse Zeiträume resultieren, wurde bisher kein einfaches und wirksames "Druckentlastungssystem zur Verwendung bei solchen Anordnungen vorgeschlagen.

Das pneumatische Ventil nach der Erfindung soll besonders geeignet zur Verwendung bei einem aufblasbaren Manschettensystem einer Trachealintubations- oder Indotrachealintubationsanordnung sein und kompatibel bezüglich solch einer Anordnung sein; hierbei soll der an das pneumatische Ventil gegebene Regeldruck von einer Spritze derart aufgegeben werden, wie sie verwendet wird, um die Manschette aufzublasen. "Das Ventil bietet sich auch an zur Verwendung mit geeigneten Manometern zum Messen des Manschettenaufblasedrucks und zum Regeln des an das Ventil gegebenen Drucks. Das Ventil läßt sich

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auch ohne weiteres zum Simultanaufblähen der Manschette und zur Unterdrucksetzung der Druckkammer des verwendeten Ventils einsetzen, um den Entlastungadruck des Ventils zu steuern.

•Veil eine Zunahme im Druck zu einer Trachealschäd igung führen kann, ist es wichtig, daß .jedes hierbei verwendete Druckentlastungsventil extrem empfindlich ist. Das pneumatische Ventil nach der Erfindung arbeitet mit einer Druckkammer beachtlichen Volumens, so daß die Membran, die das Ventil schließt, in eine offene Stellung bewegt werden kann, ohne zu einem wesentlichen Druckanstieg in der Druckkammer zu führen. Hierfür wird die Kapazität der Druckkammer vorzugsweise mehrfach größer als die Steigerung gewählt, die durch die Expansion der Membran in die das Ventil schließende Stellung hervorgerufen wird.

Das pneumatische Ventil nach der Erfindung ist auch geeignet, wenn ein Zwangsbeatmungsdruck (positive end expiratory pressure) bei der Behandlung von Patienten mit Herz-Lungenkrankheiten aufrechterhalten werden soll. Der Wert eines Zwangsbeatmungsdrucks (P.E.E.P.) bei der Behandlung von Patienten mit Herz-Lungenkrankheiten ist genau festgelegt. Dieser P.E.E.P. wird gewöhnlich erreicht, indem Ventile verwendet werden, die Gewichte oder Membranen oder Federn benutzen oder in denen das Ausatmungsglied des Atmungskreises des Patienten in 'Vasser getaucht wird. Das Problem bei der Verwendung von gewichtsbelasteten Ventilmechanismen ist darin zu sehen, daß durch eine Veränderung in der Ventilstellung ein ungünstiger Einfluß hervorgerufen werden kann, was zur Schwierigkeit

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während des Transports der Patienten führen kann. Das Problem bei der Verwendung von Ventilen, die mit Membranen und Federn in Kombination arbeiten, ist darin zu sehen, daß bei solchen Ventilen die Federn leicht " brechen und eine Ungenauigkeit in der Druckregelung aufgrund von Änderungen in der Federelatizität in Kauf zu nehmen sind. Auch sind solche Mechanismen nicht mit medizinischen Anordnungen als ganzes verträglich.

Bei Sauganordnungen, bei denen die Saugwirkung an ein Saugkatheter oder dergleichen gelegt wird, ist es oft wichtig sicherzustellen, daß eine übermäßige Saugwirkung durch das Katheter nicht ausgeübt wird. ¹Vi ed er kann ein pneumatisches Druckentlastungsventil nach einer weiteren Ausführungeform der Erfindung bei einer solchen Anordnung mit Vorteil Einsatz finden. Ein solches Druckentlastungsventil schließt normalerweise einen Entlüftungskanal in einer solchen Anordnung und öfiet, um die Sauganordnung zu entlüften, wenn der Druck in der Anordnung unter ein vorbestiramtes Niveau fällt, wobei hierdurch der negative Druck begrenzt wird, der durch die Saugmaschine an die Anordnung gegebenenfalls gelegt wird.

Ausgehend von einem pneumatischen Ventil mit einem in einen Ventildurchgang sich öffnenden Ventildurchlaß zeichnet sich die Erfindung aus durch ein flexibles aufblähbares Ventilverschlußelement am Ventildurchgang, das beim Aufblähen sich in den Ventildurchgang hinein erstreckt und abhängig von einem Druck aus einer ersten, die freie Fluidströmung durch diesen Fluiddurchgang ermöglichenden Stellung in eine zweite, den Durchgang schließende Stellung beweglich ist; durch eine außerhalb dieses Ventildurchgangs

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angeordnete Druckkammer, die von diesem Durchgang durch das flexible Ventilverschlußelement getrennt ist, derart, daß das Ventilverschlußelement aus der ersten in die zweite ι Stellung abhängig von Änderungen im Unterschied zwischen dem Druck in der Druckkammer und dem Druck in dem Ventildurchgang beweglich ist; durch ein in diese Druckkammer sich öffnende Eingangsdurchlaßöffnung zum Zuführen von und zum Abführen von Luft aus dieser Druckkammer; und durch handbetätigte Ventilausbildungen zum Öffnen und Schließen des Eingangsdurchlasses zum Steuern der Luftzufuhr und zum Abführen von Luft aus der Druckkammer. Über diese Eingangsöffnung wird die Kammer unter Druck gesetzt und der Druck eingestellt, bei dem das Ventilverschlußelement öffnet, um die Atmungsanordnung zu entlüften. Schließlich sind noch Einrichtungen zum selektiven Öffnen und Schließen des Durchlaßeinganges vorgesehen.

In Portbildung der Maßnahme nach der Erfindung ist eine Sauganordnung mit einem Saugdurchgang vorgesehen, der die Sauganordnung, beispielsweise ein Saugkatheter oder derg'l ei ohen mit einer Saugenergiequelle verbindet: nach der erfindungsgemäßen Maßnahme steht hierbei ein Ende des Entlüftungskanals mit dem Saugdurchgang in Verbindung, wobei über ein anderes Ende entlüftet wird; ein Saugventil ist in dem Entlüftungskanal angeordnet; das pneumatische Ventil hat eine Druckkammer und ein aufblähbares Ventilverschlußelement, das so aufblähbar ist, daß es sich in den Entlüftungskanal aufgrund des Druckes hineinerstreckt, der hierauf durch die Druckkammer ausgeübt wird, wobei das aufblähbare Ventilverschlußelement zwischen einer ersten Stellung, in welcher der Entlüftungskanal offen ist, in eine zweite Stellung beweglich ist, in der

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der Entlüftungskanal abhängig von einer bestimmten Druckveränderung in dem Entlüftungskanal geschlossen wird.

Vorzugsweise int erfindungsgernäß eine Druckanordnung vorgesehen, bei der ein Entlüftungskanal am Drucksystem sowie ein pneumatisches Ventil in dem Entlüftungskanal vorgesehen ist; dieses pneumatische Ventil hat eine Druckkammer und ein aufblähbares Ventilverschlußelement, das so ausgebildet ist, daß es sich beim Aufblähen in. den Entlüftungskanal aufgrund des Druckes erstreckt, der hierauf durch die Druckkammer ausgeübt wird, wobei das aufblähbare Ventilverschlußelement zwischen einer ersten Stellung, in der der Entlüftungskanal offen ist, in eine zweite Stellung beweglich ist, in der der Entlüftungskanal abhängig von einer bestimmten Druckänderung im Entlüftungskanal geschlossen wird.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 eine EndοtrachealrÖhrenanordnung mit Manschette (cuffed endotracheal tube system) sowie eine aufblasende Spritze zeigt, wobei in Zuordnung hierzu das Ventil nach der Erfindung verwendbar ist;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer TrachealrÖhrenanordnung mit einem pneumatischen Ventil nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines pneumatischen Druckentlastungsventils nach einer Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Pig. 2;

Figuren 5 bis 10 zeigen verschiedene Anordnungen zur

. Beaufschlagung des pneumatischen Druckentlastungsventils und seiner zugeordneten Anordnung, die entlüftet werden soll;

Fig. 11 zeigt eine Modifikation, bei der ein pneumatisches Druckentlastungsventil dazu verwendet wird, die an ein Saugkatheter gelegte Saugkraft zu regeln;

Fig. 12 zeigt ein weiteres pneumatisches Druckentlastungsventil zur Verwendung bei einem Negativdrucksystem, wie es mit Bezug auf Fig. 11 beschrieben wurde;

Figuren 13a, 13b und 13c zeigen alternative Ausbildungen des Ventildurchlasses, derden durchgehenden Ventildurchgang öffnet;

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung eines pneumatischen Druckentlastungsventils nach einer weiteren Ausführungsform.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein eine Anordnung mit einer Manschetten-Endotrachealröhre und einer Handspritze zum Aufblasen der Manschette.

Die Anordnung umfaßt eine Endotrachealröhre 12, die eine aufblähbare Manschette 14 und eine Manschettenaufblasröhre 16 aufweist, die sich von der Manschette 14 durch einen Teil des Gehäuses der Röhre 12 zu einem Ende einer Aufblasspritze 22 erstreckt. Die Manschette 14 läßt sich

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durch Betätigen der Aufblasnpritze ?2 aufbliihtn. [nt iür Manschette 14 aufgeblasen, so ist audidie Manschettenblase 18 gebläht. Die Hilfsmanschettenblase 1^p gibt eine sichtbare Anzeige, daß die Manschette 14 gebläht ist.

Ein pneumatisch geregeltes Druekentlastungsventil nach einer Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung bei einer Endotrachealröhre ist in Fig. 2 dargestellt und mit 31 bezeichnet.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, umfaßt das Druckentlastungsventil 31 einen röhrenförmigen Teil 30, ein flexibles Ventilverschlußelement 32 sowie eine Druckkammer 34. Das röhrenförmige Element 30 hat einen Teil 3^ halbkreisförmigen Querschnitts, das vom Durchgang 44 nach außen öffnet.

Die Druckkammer 34 ist innerhalb eines Gehäuses 36 angeordnet, welches mit einem kreisförmigen Ventildurchlaß 42 am oberen Ende ausgebildet ist. Der Radius des kreisförmigen Ventildurchlasses 42 entspricht dem Radius des Teiles 38.

Das Gehäuse 36 hat derartige Abmessungen, daß es in die im röhrenförmigen Element 30 ausgebildete Ausnehmung 47 paßt. Das flexible Verschlußelement 32 ist vorzugsweise aus einemleicht dehnbaren flexiblen Membranmaterial hergestellt, welches undurchlässig für das Gas der Umgebung oder das in der Anordnung verwendete Fluid ist, um sicherzustellen, daß die Diffusion des Gases oder des Fluides durch die Membran nicht eintritt. Das Ventilverschlußelement 32 hat einen Umfangsrandteil 48 (Fig. 4), der sich um den Umfang des Ventildurchlasses 42 erstreckt. Das

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Ventilvernchlußel enient 3? ist nun dem gestrichelt in Fig. 4 und in durchgezogenen Linien in Fig. 3 gezeigten Stellung in die in Fig. 4 gezeigte ausgefahrene Stellung ausfahrbar oder dehnbar, in der sie sich durch den Durchlaß 44 des röhrenförmigen Elements zum Schließen des Durchlasses 44 erstreckt. Der Umfangsrandteil 48 des Ventilverschlußelementes 32 läßt sich durch Klebmittel befestigen oder auf sonstige Weise durch eine Montageplatte an die benachbarte Seitenwandung des Gehäuses 36 anbringen, so daß der Umfangsrandteil zurückgehalten wird, wenn der Mittelteil des Ventilverschlusselementes 32 in den Durchgang 44 gedehnt oder ausgefahren wird.

Über einen Einlaß 50 wird Luft in die Druckkammer 34 eingeführt. Nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist ein Rückschlagventil 52 vorgesehen, um den Einlaß 50 zu öffnen und zu schließen. Ein Y-Stück 54 ist mit dem Ventil 52 verbunden, in das sich Kanäle 56 und öffnen. Ein Manometer 60 ist mit dem Ende des Leitungsstücks 56 verbunden und das Leitungsstück 58 ist so ausgebildet, daß es die aufblasende Spritze 22 aufnimmt.

Der Ventilverschluß 33 ist im röhrenförmigen Element angeordnet und dient dazu, den Durchgang 44 hinter dem flexiblen Ventilverschlußelement 32 zu Öffnen und zu schließen. Ein Y-Verzweigungsstück 39 ist am Ende des röhrenförmigen Elementes 30 angeordnet und hat hiermit verbundene Schenkel 35 und 37.

In dem in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellten Druckentlastungsyentil ist vorausgesetzt, daß der Druck im röhrenförmigen Element 30, der erforderlich ist, um

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das VentilverschlufSelement 2,2 in eine offene Stellung abzubiegen, im wesentlichen gleich dem Druck in der Druckkammer 34 wird. Nach anderen Ausführungsformen ,jedoch kann der zum Öffnen des Ventils erforderliche Druck unterschiedlich zu dem im röhrenförmigen Teil 30 erforderlichen sein. Nach sämtlichen Ausführungsformen kann das Ventil vor seiner Verwendung kalibriert sein, um den in der Druckkammer 34 erforderlichen Druck einzustellen, damit der Druck im röhrenförmigen Element 30 aufgehoben oder vermindert werden kann.

Beim Betrieb eines Druck entlastungsventils entsprechend den Figuren 2, 3 und 4 bei einem Drucksystem wie nach Fig. 2, wo das Druckentlastungsventil so kalibriert ist, daß es anzeigt, daß das Ventilverschlußelement 32 öffnet, um den Druckaufzuheben, wenn der Druck im röhrenförmigen Element 30 den in der Druckkammer 34 überschreitet, ist ein Manometer an den Zweig 35 des Y-Verzweigungsstückes 39 angeschlossen, eine Aufblasespritze 32 ist mit dem Verzweigungsstück verbunden. Steht das Ventil 33 in der Offen-Stellung, so wird die Manschette der Tracheairöhre durch Einblasen von Luft aus der Spritze 22, um die gewünschte Abdichtung zu erreichen, eingeblasen. Der Verantwortliche Arzt kann durch Auskultation feststellen, wann die erforderliche Abdichtung erreicht ist. Die Druckablesung auf dem Manometer 62 wird durchgeführt, wem die gewünschte Abdichtung erreicht ist und die Spritze 22 vom Schenkel 37 entfernt ist. Das Ventil 33 verbleibt in der Offen-Stellung, mit dem Ergebnis, daß die Manschette entblUht werden kann. Durch die vorherigen Kalibrierungen wird es möglich, den in der Druckkammer 34 erforderlichen Druck zu bestimmen, damit die Membran

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expandieren und den Durchgang des röhrenförmigen Elementes 33 schließen kann, um so den gewünschten Druck in der Manschette 14 zu erhalten. Ein Manometer 60 ist mit dem Schenkel 56 des Verzweigungsstückes 54 verbunden und eine aufblasende- Spritze 22 ist mit dem Schenkel 58 verbunden. Das Ventil 52 wird in die offene Stellung bewegt und die Druckkammer 34 durch die aufblasende Spritze 22 unter Druck gesetzt, bis der erforderliche Druck erhalten ist, der durch die Ablesung am Manometer 60 bestimmt wurde. Das Ventil 52 wird dann geschlossen, die Spritze. 22 entfernt. Hernach wird die Tracheairöhre 34 erneut mittels einer aufblasenden Spritze 22 gebläht, die mit dem Schenkel 37 in der vorher beschriebenen Weise verbunden ist. Wenn daher der Druck in der Manschette 14 eine vorbestimmte Größe überschreitet, so wird das Ventilverschlußelement 32 nach innen abgelenkt und ermöglicht eine Entlüftung der Manschette, wodurch ein übermäßiger Aufbau von Druck in der Manschette 14 verhindert wird.

In gewissen Fällen kann es der Wunsch des Arztes sein, einen Druck in der Manschette aufrecht zu erhalten, der größer als der zur Herstellung einer Dichtung an der Manschette erforderliche ist. Unter gewissen Umständen kann das Druckentlastungsventil nach der Erfindung auf den kalibrierten Druck: entsprechend dem gewünschten Druck im System gebracht werden.

Wie vorher angegeben, ist die Kapazität der Druckkammer 34 wesentlich»größer als das expandierte Volumen des Ventilverschlußelementes 32, so daß der Druck innerhalb der Druckkammer 34 nur sehr gering steigt, wenn das Ventilver-

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Schlußelement 32 nach innen abgelenkt wird, um ein Entlüften der Manschette zu erreichen; so ist nur ein sehr geringes Druckdifferential zwischen der Druckkammer 34 und dem Durchgang 44 erforderlich, um das Ventilverschlußelement 32 zu veranlassen, zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung sich hin- und herzubewegen. Vorzugsweise macht das nicht expandierte Volumen der Druckkammer wenigstens das Dreifache des Volumenanstiegs aus, der erforderlich ist, um das Druckentlastungsventil zu schließen.

Fig. 5 der Zeichnungen zeigt eine Modifikation, bei der ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Teile wie in Fig. 2 verwendet werden. Nach dieser Ausführungsform erstreckt sich ein Leitungsstück 55 zwischen dem Durchlaß 58 und dem Durchgang 44 auf der Abströmseite des Druckentlastungsventils. Im Betrieb ist das Ventil· 52 in der offenen Stellung angeordnet und das äußere Ende des Durchgangs 44 wird von Hand oder durch andere Mittel verlegt. Eine Druckquelle, wie beispielsweise eine Aufblasspritze, ist mit der Zweigleitung 5$ verbunden, Luft unter Druck wird in die Manschette 14 über die Zweigleitung 55 und den Durchgang 44 und in die Druckkammer 34 vermittels des Durchlasses 50 eingeblasen. Luft wird eingeführt, bis der Druck in der Manschette der Tracheairöhre so groß ist, daß eine Dichtung zwischen der Manschette und der Tracheaiwandung hergestellt wird. Klinisch wird dies wie vorher erwähnt festgelegt. Sowohl die Manschette 14 wie die Kammer 34 werden gleichzeitig unter Druck gesetzt. Ist der erforderliche Druck erreicht und das System stabilisiert, so wird das Ventil 52 geschlossen. Die Druckquelle wird von der Zweigleitung 58 getrennt, so daß

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der Durchgang 41 gegen die Atmosphäre über die Zweigleitung 55 und den Durchgang 5$ entlüftet. Das Ergebnis is I ein Druckdifferential zwischen dem Durchgang 44 und der Druckkammer 34, das ausreicht, um das flexible Ventilverschlußelement zu veranlassen, sich bis in die Nähe des Durchgangs 44 zu erstrecken. Das Zusetzen am Durchgang 44 kann dann aufgehoben oder solange fortgesetzt werden, wie die Zweigleitungen 55 und 5$ gegen _t die Atmosphäre offen bleiben. Falls und wenn der Druck in der Manschette 14 größer als der Druck in der Druckkammer 34 wird, so veranlaßt das Druckdifferential das Ventilverschlußelement 32, sich in eine Stellung zu bewegen, in der ein Entlüften der Manschette 14 möglich wird. Zum Entblähen der Manschette 14 der Tracheairöhre wird das Ventil 52 geöffnet und entlüftet die Druckkairuier 34; damit wird das Ventilverschlußelement 32 in seinen Ruhezustand rückgestellt. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß das Ende der Röhre 44 dauernd abgedichtet ist, wenn die Zweigleitungen 55 und 5B gegen die Atmosphäre offen bleiben. Die dauernde Abdichtung des Durchgangs hat den Vorteil, daß ein kompakter Aufbau sich ergibt und daß die Manschette 14 sowie die Druckkammer 34 ohne die Verwendung eines Manometers leicht unter Druck gesetzt werden können. Die Möglichkeit, daß das Ventilverschlußelement 32 den Durchgang 44 während des gleichzeitig Unter-Druck-Setzens von Manschette und Kammer zusetzt, kann verhindert werden, indem man sicherstellt, daß die Zweigleitung 50 einen geringeren Durchmesser als die Zweigleitung 55 aufweist.

Fig. 6 - eine weitere Ausführungsform, bei der gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 5 für ähnliche Teile verwendet

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werden - zeigt die Verbindung der Zweigleitung 55 mit dem Durchgang 44 auf der Anströmseite des Druckentlastungsventils,· das Ventil 53 befindet sich in der Zweigleitung 55. Im Betrieb stehen die Ventile 52 und 53 in der Offenstellung. Das freie Ende des Durchgangs -44 hinter dem Druckentlastungsventil wird von Hand oder durch andere Einrichtungen erlegt. Eine Druckquelle ist mit der Zweigleitung 58 verbunden: Luft wird eingeführt, bis der Druck in dem unter Druck zu setztenden System adäquat wird. Die Ventile 52 und 53 werden dann geschlossen; das freie Ende des Durchgangs 44 geöffnet. Der Abfall im Druck aufgrund des Öffnens des freien Endes des Durchgangs 44 kann zu einem ausreichenden Druckdifferential zwischen dem Durchgang 44 und der Druckkammer 34 führen, mit dem Ergebnis, daß die Membran 32 sich soweit dehnt, daß sie den Durchgang 44 schließt. Übertrifft der Druck in der Manschette den Druck in der Druckkammer 34, so wird die Membran 32 abgebogen, Luft kann in die Atmosphäre entweichen. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß er kompakt ist und ohne Hilfe eines Manometers betätigt werden kann, sobald das Mansenettensystem und die Druckkammer unter Druck gesetzt werden. Ein Manometer läßt sich in Zuordnung zur Anordnung nach der Erfindung allerdings verwenden.

Fig. 7 der Zeichnungen zeigt eine weitere Ausführungsform: Hier geht eine einzige Zweigleitung 57 vom Durchgang zur Druckkammer 34; ein Verschlußventil 59 ist in der Zweigleitung 57 angeordnet.

Im Betrieb wird das Ventil 59 in offener Stellung angeordnet, und verbindet den Durchgang 44 mit der Druckkammer 34. Eine Druckquelle wird dann an das offene Ende

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des Durchgangs 44 gelegt; Luft bei ausreichendem Druck wird eingeführt und bläht die Manschette 14, um die gewünschte Abdichtung zwischen der Manschette der Trachealröhre und der Tracheaiwandung, wie vorher erwähnt, zu erreichen. Die Druckkammer 34 wird gleichzeitig auf den gleichen Druck wie der, der an der Manschette liegt, gebracht. Das Ventil 59 wird dann in die Schließstellung bewegt und schließt den Durchlaß 57; die Druckquelle wird dann vom freien Ende des Durchlasses 44 entfernt. Die Druckverminderung im Durchgang 44 aufgrund der Entfernung der Druckquelle sorgt dafür, daß das Ventilverschlußelement 32 ausfährt und den Durchgang 44 schließt. Das Druckentlastungsventil 31 arbeitet dann in der vorher beschriebenen Weise.'Zum Entblähen der Manschette wird das Ventil in die offene Stellung bewegt und öffnet die Verbindung zwischen der Druckkammer 34 und dem Durchgang 44, wodurch die Druckkammer 34 entbläht wird. Das Ventilverschlußelement 32 wird dann in den Ruhezustand rückgestellt;., der Durchgang 44 selbsttätig geöffnet.

Bei sämtlichen der vorerwähnten Beispiele, bei denen Luft gleichzeitig zur Druckbeaufschlagung der Manschette 14 und zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer 34 zugeführt wird, kann es notwendig sein, eine Verengung in dem zur Druckkammer führenden Kanal vorzusehen, um sicherzustellen, daß die Manschette auf den gewünschten Druck gebläht wird, bevor das Druckentlastungsventil 31 in die geschlossene Stellung sich bewegt. Fig. 8 der Zeichnungen zeigt eine solche Verengung oder Drosselstelle 70 im Durchlaß 57 des Druckentlastungsventils der Fig. 7. Die Drosselstelle 70 kann in den Abmessungen so bestimmt werden, daß die Manschette 14 oder irgendeine andere

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blähbare Anordnung richtig gebläht wird, bevor die Druckkammer 34 voll unter Druck gesetzt ist, und kann an irgendeiner Stelle über die Länge des Durchlasses 57 vorgesehen sein.

Nach einem alternativen Verfahren zur Sicherung einer korrekten Blähung kann die Druckkammer so proportioniert werden, daß sie ein Volumen aufweist, welches soviel größer als das expandierte Volumen der Manschette und der zur Manschette führenden Röhren ist, daß sichergestellt ist, daß die Manschettenanordnung selbsttätig gebläht wird, bevor die Druckkammer gebläht wird. Wenn in einem solchen Fall das in das Manschettensystem eintretende Volumen an Luft oder Gas gleich dem Volumen an Luft oder Gas, das in die Druckkammer eintritt, ist, so ist der Druck innerhalb der Druckkammer zunächst geringer als der Druck in der Manschettenanordnung während der Druckbeaufschlagung; somit wird sich die Membran 32 nicht in die den Durchgang 44 schließende Stellung bewegen. Nach Beendigung der Druckbeaufschlagung der Manschette 14 und nach schnellem Ausgleich des Drucks im Manschettensystem und in der Druckkammer, kann das Ventilverschlußelement 32 veranlaßt werden, sich in die geschlossene Stellung als Ergebnis eines geringen Druckabfalls im Manschettensystem zu bewegen, sobald die Druckquelle entfernt wird.

Wenn der die Druckkammer 34 und die Druckquelle verbindende Durchlaß einen kleineren Durchmesser als der Durchgang 44 und der den Durchgang 44 mit der Manschette verbindende Durchlaß aufweist, kann die Manschette auf den gewünschten Druck gebläht werden, bevor noch die Druckkammer

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34 voll unter Druck gesetzt ist, wodurch das Ventilverschlußelement 32 sich in die geschlossene Lage bewegt. Verschiedene Anordnungen lassen sich so entwickeln, um ein Schließen des Ventilverschlußelementes 32 zu verhindern, bevor noch die Manschette unter Druck gesetzt wurde.

In gewissen Anwendungsfällen ist es notwendig, eine Anordnung bei einem Anfangsdruckniveau zu verlegen und einen Mechanismus zu schaffen, wodurch der Druck in der Anordnung über den Anfangsschließ- oder Verlegungsdruck ohne Druckentlastung bis zum Erreichen eines höheren bestimmten Niveaus steigen kann. Beispielsweise können in einer klinischen Situation Schwierigkeiten mit der in den Figuren 2 bis 8 der Zeichnungen gezeigten Vorrichtung in Fällen auftreten, in denen der Druck in der Manschette einer Endotracheal- oder Tracheairöhre momentan, wenn der Patient hustet, steigt. In diesen Fällen kann der Manschettendruck den regulierenden Druck übertreffen und in der vorher beschriebenen Ausführungsform würde ein Teil des Druckmediums als Ergebnis der Druckentlastungswirkung des Druckentlastungsventils 31 entlüftet werden. Diese Druckentlastung führt zu einem Volumenverlust des Druckmediums in der Manschettenanordnung, wobei das Volumen nicht ersetzt wird.

Als Ergebnis des dauernden Volumenverlustes kann der Druck in der Manschettenanordnung in einem Ausmaß abnehmen, das ausreicht, um die Manschette zu entblähen mit dem Ergebnis, daß sie unwirksam wird. Dies kann zwei mögliche Komplikationen zur Folge haben, nämlich: Ansaugen, das zu Komplikationen der Lunge führen kann und, wenn dem Patient Luft über einen Ventilator zugeführt wird (Atmungsmaschine)

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kann ein Ventilationsverlust eintreten. Besonders dringend werden diese Probleme, wenn die Vorrichtung bei einem Patienten im kritischen Zustand, der sich in einer Intensivstation befindet, verwendet wird. Diese Schwierigkeiten sollen durch die in Fig. 9 der Zeichnungen dargestellte Anordnung behoben werden, wo zwei Druckentlastungsventile in Reihe mit einem hierzwischen vorgesehenen Speicher angeordnet sind.

Nach Fig. 9 ist die Manschette 14 mit einem Durchgang 44 verbunden, Druckentlastungsventile 31a und 31b sind im Durchgang 44 vorgesehen; ihre Ventilverschlußelemente 32a und 32b sind so ausgelegt, daß sie den Durchgang nach Wunsch öffnen und schließen. Der Speicher 37 ist zwischen den Druckentlastungsventilen 31a. und 31b vorgesehen und öffnet in den Durchgang 44. Der Durchlaß öffnet den Speicher nach außen und. ist durch ein Schließventil 41 verlegt. Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform, bei der es sich beim Druckmedium um ein kompressibles gasförmiges Medium handelt, können die Wandungen des Speichers 37 aus einem expandierfähigen elastischen Material oder einem steifen Material bestehen. Bei Anwendungsfällen, bei denen das Medium ein nichtkompressibles Medium, wie eine nicht-kompresible Flüssigkeit wie Wasser ist, sind die Wandungen des Speichers elastisch, so daß der Speicher expandierfähig ist. Das Druckentlastungsventil 31 kann wie vorher beschrieben, druckbeaufschlagt werden, indem das Rückschlagventil 52a eingestellt wird; das Druckentlastungsventil 31b kann durch Regelung des Rückschlagventils 52b druckbeaufschlagt werden.

Im Betrieb wird der Druck, der im Druckentlastungsventil 31a

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notwendig ist, um die Membran 32 expandieren zu lassen, wodurch der Durchgang 44 geschlossen wird und ein Druck in der Mansehettenanordnung aufgebaut wird, der erforderlich ist, das Schließen oder Verlegen zu erhalten, bestimmt und der im Druckentlastungsventil 31b zum Regulieren der Druckentlastung aus dem Speichersystem bei einem bestimmten Niveau oberhalb des des Manschettendrucks wird festgelegt.

Sind beide Druckentlastungsventile 31a und 31b in der offenen Stellung, so wird Druck an die Manschettenanordnung über den Durchgang 44 durch Anschluß der Druckquelle hinter den Druck entlastungsventil en 31a- und 31b gelegt. Dann wird das Druckentlastungsventil 31a auf den gewünschten Druck, der vorher bestimmt wurde, druckbeaufschlagt und hernach wird das Druckentlastungsventil 31b auf den gewünschten höheren Druck, wie vorher bestimmt, druckbeaufschlagt. Somit ist der Druck in der Anordnung zwischen der Manschette 14 und dem ersten Druckentlastungsventil 31a der gleiche wie der Druck in der Anordnung zwischen den Druckentlastungsventilen 31a und 31b.

Während der Benutzung sorgt, wenn der Patient hustet, die Zunahme im Druck in der Manschette dafür, daß das Druckentlastungsventil 31a öffnet, wodurch der Druck in der Manschette freigegeben wird, wenn der Druck den bestimmten durch das Druckentlastungsventil 31a eingestellten Druck überschreitet. Das Öffnen der Membran 32a ermöglicht die Zufuhr des Druckbeaufschlagungsmediums an den Speicher 37. Reicht, das verdrüngte Volumen nicht aus, um den Druck im Speicher oberhalb des durch die zweiten Druckentlastungsventile 31b geregelten zu erhöhen, so verbleibt das Druckentlastungsventil 31t) geschlossen; wenn

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jedoch der Druck den regulierenden Druck der Druckentlastungsventile 31b überschreitet, so öffnet er, wodurch das Medium aus der Anordnung entweichen kann. Wenn nach dem Übergang des Druckmediums aus der Manschettenanordnung an den Specher der Druck in der Manschette anschließend auf einen Druck unterhalb des Drucks im Speicher 37 reduziert werden sollte, kann das Druckentlastungsventil 31a wieder Öffnen, wodurch Medium aus dem Speicher 37 in die Manschette dringen und den Manschettendruck auf den gewünschten regulierenden Druck erhöhen kann.

Man sieht so, daß durch Einstellen der Druckentlastungsventile 31a auf einen ersten bestimmten Druck und durch Einstellen der Druckentlastungsventile 31b auf einen zweiten höheren Entlastungsdruck es möglich wird, momentan Druck in der Manschettenanordnung zu vermindern und sichergestellt wird, daß der Druck in der Manschettenanordnung wiederhergestellt wird.

Die verschiedensten Modifikationen bezüglich der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform sind natürlich möglich. So kann beispielsweise das Druckentlastungsventil 31b fortfallen und der Durchgang 44 dauernd an der Stelle geschlossen werden, wo das Druckentlastungsventil 31b sich in der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform befindet. Bei solch einer Modifikation kann das blähende Medium zum Speicher und zur Manschette durch das Ventil 41 gelangen. Bei der Benutzung würde dies as einen Speicher hinter dem Druckentlastungsventil 31a schaffen, in welchen das Aufblasmedium gelenkt werden könnte, um den Druck in der Manschette 14 wie vorher erwähnt, zu vermindern. Der Aufbau wäre in der Konstruktion einfacher als der nach Fig. 9 und wäre

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besonders geeignet für Patienten, die über lange Zeit beatmet werden können, die jedoch nicht unter Narkose stehen.

Verschiedene andere Modifikationen der in Fig. 9 dargestellten Einrichtung sind möglich, durch die auch ein Speicher geschaffen wird, der von der aufblähbaren Manschette durch ein Druckentlastungsventil getrennt ist, so daß das Druckbeaufschlagungsmedium in der Manschette dauernd oder momentan aus der Manschette in einen Haltespeicher ausgetragen wird.

Eine wesentliche Anzahl von Anordnungen läßt sich also entwickeln, bei der ein pneumatisches Druckentlastungsventil in Zuordnung zur Druckanordnung einer blähbaren Manschette eines Tracheal- oder Endotrachealröhren— systems verwendet werden kann. Das pneumatisch geregelte Druckfcuitlastungsventil nach der Erfindung hat den Vorteil, daß es durch Aufbläheinrichtungen aufblähbar ist, die mit Geräten wie aufblähenden Spritzen kompatibel sind, wie sie gewöhnlich für das Aufblähen von Manschetten und dergleichen Verwendung finden. Das pneumatische Druckentlastungsventil hat auch den Vorteil, daß es mit oder ohne Manometer zum Einstellen des Entlastungsdrucks verwendet werden kann und daß es unbeeinflußt durch die Ausrichtung verbleibt. Es hat auch den Vorteil, daß die Druckkammer ein wesentliches Volumen aufweist, so daß die Ablenkung des Ventilverschlußelementes aus seiner geschlossenen Stellung in neine offene Stellung nicht wesentlich den Druck "in der Druckkammer erhöht. Als Ergebnis kann das Ventil nach der Erfindung so konstruiert sein, daß es extrem empfindlich ist, da die

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Druckveränderung in der Druckkammer zwischen der offenen und geschlossenen Stellung des Ventils sehr gering ist. Dagegen tritt bei Anordnungen, bei denen eine Blase innerhalb des Durchgangs des Ventils angeordnet ist und bei denen es notwendig ist, die Blase voll zu entblähen, um das Ventil zu öffnen, leicht eine erhebliche Druckveränderung innerhalb der Druckanordnung ein.

Nach den beschriebenen Ausführungsformen wird zwar eine Manschette einer Tracheal- oder Endotrachealröhre gebläht; die Manschette bildet aber nur eine Druckquelle, die zu regulieren ist.

Fig. 10 der Zeichnungen zeigt die Druckquelle in Form des Ausatmungsgliedes 80 des Atmungskreises eines Patienten. Hier wird die Druckkammer 34 auf einem bestimmten Druck beaufschlagt, ein Manometer 60 mißt den vorbestimmten Druck an der Zweigleitung 56. Das Druckentlastungsventil nach der Erfindung sorgt also für einen positiven Endausatmungsdruck im Atmungskreis des Patienten.

Ein Druckentlastungsventil nach der Erfindung macht aber auch ein verbessertes negatives Drucksystem, wie beispielsweise in Fig. 11 der Zeichnungen dargestellt, möglich. Dort ist die Leitung 82, in der das Druckventil 31c angeordnet ist, mit einem vergrößerten Durchgang 84 auf der einen Seite der flexiblen Membran 32c und einem kleineren Durchlaß 86 auf der anderen Seite versehen. Der Durchgang 84 ist über einen Abzweig 88 mit einer Saugmaschine und über den Abzweig 90 mit eirem Saugkatheter oder dergleichen zum Ansaugen von

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Sekret beispielsweise in der Saugphase der Trachealröhre oder dem kontinuierlichen Saugen des Gastrointestinaltraktes oder eines Körperhohlraums, wie dem PIeuralhohlraum versehen. Im expandierten Zustand ist die Membran 32c zwiechen der in ausgezogenen Linien in Fig. 11 gezeigten Stellung und der in gestrichelten Linien gezeigten Stellung beweglich, wodurch eine Verbindung zwischen den Durchgängen §4 und 86 abhängig vom Druckdifferential zwischen den Durchgängen 84 und 86 möglich und verhinderbar ist. In der expandierten Form ist die Membran 32 so angeordnet, daß sie im Ende des Durchgangs 86 sitzt und den Durchgang 86 schließt. Vorzugsweise sind die Membran 32c und der im Ende des Durchgangs 86 ausgebildete Sitz von gewölbter Gestalt. Bei der Verwendung wird der Druck in der Kammer 34c, der erforderlich ist, damit die Membran 32c sich in die offene Stellung bei dem gewünschten Regeldruckdifferential bewegt, durch Prekalibrierung bestimmt und die Druckkammer 34 unter Druck gesetzt, indem man Luft durch den Einlaß-Durchlaß bei offenem Rückschlagventil 52c einführt. Hernach wird das Rückschlagventil 52e geschlossen, die Membran 32c verbleibt in der Stellung, in der die Verbindung zwischen den Durchgängen 84 und 86 verhindert wird, bis der negative Druck im Durchgang 84 unter ein vorbestimmtes Minimum fällt, wobei zu diesem Zeitpunkt die Membran 32c sich in die offene Stellung bewegen kann. Das Druckentlastungsventil 31c unterscheidet sich von dem vorher beschriebenen dadurch, daß es nicht notwendig ist, die Atmosphäre innerhalb der Druckkammer 34 zu verdichten, um die Bewegung der Membran 32 zwischen offener und geschlossener Stellung vorzunehmen. Die Fähigkeit, den

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Druck, bei dem die Membran sich in und aus der offenen Stellung bewegt, zu regulieren, indem der Druck in der Kammer 34c reguliert wird, ist jedoch wichtig bei einer Anordnung wie der, bei der ein Saugkatheter oder dergleichen vorgesehen ist, da sie mit diesen Anordnungen als ganzes kompatibel ist.

In Fig. 12 der Zeichnungen ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, wonach ein Durchgang 32 von einem vergrößerten Durchmesser 84 auf der Niederdruckseite auf einen verminderten Durchmesser im Durchgang 86 auf der Hochdruckseite sich verjüngt. Dies erleichtert wieder die Bewegung der Membran 32c zwischen offener und geschlossener Stellung. Fahrend der Druck im Durchlaß 34 bezüglich des Drucks in der Kammer 34c abnimmt, kann die Membran 32c versuchen, zu expandieren, wenn sie aus elastischem Material hergestellt ist. Solch eine Expansion würde aber die Membran in geschlossener Stellung in einem Durchgang gleichförmiger Querschnittsfläche verkeilen.

Die Druckentlastungseinrichtung nach den Figuren 11 und 12 kann bei positiver Druckanwendung, wie sie -oben mit Bezug auf Fig. 2 bis 10 der Zeichnungen beschrieben wurden, eingesetzt werden. Bei sol-chen Anwendungsfällen wird der Durchgang 84 mit der Anordnung, in der der Druck geregelt werden soll, verbunden, wobei der Durchgang 86 gegen die Atmosphäre oder gegen einen Speicher des im System verwendeten eingeschlossenen Mediums entlüftet wird.

Der röhrenförmige Teil 30 sowie die Wandungen der

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Druckkammer 34 bestehen vorzugsweise aus einem Transparent- Kunststof!'material, so daß die Betätigung des Ventils vom Bedienungspersonal visuell beobachtet werden kann.

Bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wurde das Ventil mit Bezug auf eine Anzahl medizinischer Einsätze beschrieben. Das Druckentlastungsventil nach der Erfindung läßt sich aber auch bei einer Anzahl industrieller oder kommerzieller Anwendungsfälle benützen, um den Druck in irgendeiner Fluidförderleitung zu regeln. Beim Fluid muß es sich nicht notwendigerweise um Luft handeln.

Nach der bevorzugten oben beschriebenen Ausführungsform hat der Ventildurchlaß, der die Verbindung zwischen Druckkammer 34 und Durchgang 44 schafft, kreisförmige Gestalt. Alternative Konfigurationen lassen sich ,jedoch mit Vorteil in gewissen Fällen benützen. Wenn beispielsweise das Fluid im Durchgang 44 sich auf hohem Druck befindet, kann der Ventildurchgang zweckmäßig ovale Gestalt, wie Fig. 13^a erkennen läßt, aufweisen, wobei die größere Achse 90 in Längsrichtung des Durchgangs 44, die kleinere Achse 92 exchequer zum Durchgang 44 erstreckt. Bei Niederdruckanordnungen kann der Ventildurchgang 44 eine ovale Gestalt, wie Fig. 13b erkennen läßt, haben, wobei die größere Achse 90 sich quer, die kleinere Achse 92 sich längs bezüglich des Durchgangs 44 erstreckt. Nach einer anderen Ausführungsform - Fig. 13c - kann der Ventildurchgang mit der größeren Achse 90 schräg über den Durchgang 44 angeordnet sein. Der Ventildurchgang sollte in Jiegativdruck-Anwendungsfällen mit

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der größeren Achse nicht in Längsrichtung des Durchgangs sich befinden, da das Ventilverschlußelement nicht notwendigerweise nach innen zusammenfallen würde, um bei einer solchen Konstruktion den Ventildurchgang zu öffnen. Bei Negativdruck-Anwendungsfällen ist vorzugsweise die Querschnittsfläche des Durchgangs größer auf der negativen Seite der Membran, so daß die Öffnung durch eine Winkelablenkung der Membran anstatt eines Zusammenfallens der Membran nach innen herbeigeführt werden kann.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß das pneumatische Ventil nach der Erfindung von einfacher Konstruktion, einfach zu handhaben und einfach auf Dauer zu bedienen ist. Das Arbeiten des Ventils wird nicht durch seine Stellung ohne die Stellung der Anordnungen, mit denen es im Betrieb verbunden ist, beeinflußt. Das Ventil kann verwendet werden, um den Druck in der Anordnung auf irgendeinem bestimmten Niveau zu halten. Das Ventil ist in der Lage, Druck oberhalb des voreingestellten Drucks zu mindern, wenn der Druck in der Anordnung über den voreingestellten Druck steigt. Das Ventil läßt sich leicht regulieren; seine Punktion kann visuell überprüft werden, wenn es aus einem geeignet transparenten Material hergestellt ist. Die Erzeugung eines positiven Ausatmungsdrucks (positive end expiratory pressure) bei irgendeinem klinischen Einsatz, beispielsweise im Operationssaal, kann leicht bei einem intubierten Patienten erreicht werden. Das Ventil kann verwendet werden, um sowohl positive wie negative Drücke zu regulieren. Zwei oder mehr pneumatische Ventile nach der Erfindung lassen sich bei einer beliebigen Anordnung verwenden, um es der Anordnung zu

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ermöglichen, innerhalb eines weiten Druckbereichs, wie Fig. 9 der Zeichnungen erläutert, zu arbeiten. Auch können, wie in den Zeichnungen dargestellt, verschiedene Anordnungen entwickelt werden, um eine gleichzeitige Unter-Druck-Setzung der Anordnung und der Druckkammer herbeizuführen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 der Zeichnungen ist das Ventilverschlußelement 32 so ausgebildet, daß es in einem halbkreisförmigen Teil des Durchgangs arbeitet. So ist die Querschnittsfläche des Durchgangs wesentlich im Bereich des Ventilelementes vermindert. Solch eine Verminderung kann in gewissen Fällen unerwünscht sein. Sie kann besonders unerwünscht bei einer Druckanordnung sein, bei der das Medium in dem Durchgang eine Flüssigkeit ist. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, kann der Durchgang so wie Fig. 14 erkennen läßt, ausgebildet sein, wo ein mittiger Teil mit einer Querschnittsfläche vorgesehen ist, die wesentlich größer als die des Restes des Durchgangs 80 zu beiden Seiten ist. Vergrößert man den Durchgang am Ventil in dieser Weise, so wird das Ventil in die Lage versetzt, in einem Ausmaß zu öffnen, das ausreicht, um eine Öffnung im Durchgang mit einer Querschnittsfläche sicherzustellen, die wenigstens so groß wie der Rest des Durchgangs ist.

Beispielsweise können auch zwei oder mehr pneumatische Ventile nach der Erfindung in Reihe oder parallel geschaltet sein, um die Zuverlässigkeit irgendeiner der vorbeschriebenen Anordnungen zu erhöhen.

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Claims

Anthony Soot-Wang Au, Sudbury, Ontario, Canada

Pneumatisch geregeltes Druckentlastungsventil, insbesondere für medizinische Anwendungen

Patentansprüche

Pneumatisches Ventil mit einem in einen Leitungsdurchg'ang sich öffnenden Ventildurchlaß, gekennzeichnet durch ein flexibles aufblähbares Ventilverschlußelement (32) am Durchgang (44), das beim Aufblähen sich in den Durchgang (44) zum Schliessen des Durchgangs (44) hineinerstreckt und abhängig von einem Druck aus einer ersten die freie JTuidströmung durch diesen Durchgang (44) ermöglichenden Stellung in eine zweite den Durchgang (44) schließende Stellung bewegbar ist; eine außerhalb des Ventildurchgangs (44) angeordnete, gegen diesen Durchgang durch das flexible Ventxlverschlußelement (32) getrennte Druckkammer (18) derart, daß das flexible Ventilverschlußelement (32) zwischen erster und zweiter Stellung abhängig von Änderungen im Differential zwischen dem Druck in der Druckkammer (34) und dem Druck im Durchgang (44) bewegbar ist; eine

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in die Druckkammer (34) sich öffnende Eingangsleitung (50) zum Zu- und Abführen vonVLuft in und aus der Druckkammer (34) und durch handbetätigte Ventilausbildungen (52) zum Öffnen und Schließen der Eingangsleitung (50) unter Steuerung der Luftzu- und -abfuhr in und aus der Druckkammer.

2. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Durchgang halbkreisförmigen Querschnitt (38) aufweist und das flexible Ventilverschlußelement (32) eine flexible Membran umfaßt, die quer durch den Ventildurchlaß sich (42) im Ruhezustand in der ersten Stellung erstreckt und elastisch abhängig vom Luftdruck in der Druckkammer (34) zur Bewegung in die zweite Stellung expandierfähig ist.

3. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckkammer (34) eine Kapazität aufweist, die wesentlich größer als die Volumensteigerung aufgrund der Bewegung des flexiblen Ventilverschlußelementes (32) aus der ersten Stellung in die zweite. Stellung ist, so daß das Ventilverschlußelement aus der zweiten Stellung bewegbar ist, derart, daß eine Entlüftung durch den Durchgang ohne wesentliche Drucksteigerung in der Druckkammer möglich ist.

4. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgang eine Querschnittsfläche (84) auf der einen Seite des flexiblen Ventilverschlußelementes (32c) aufweist, die größer als die Querschnittsfläche (86) auf der anderen Seite ist, derart, daß das flexible aufblähbare Ventilverschlußelement (32) gegen eine Seite und von dieser weg ablenkbar ist, derart, daß der

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Durchgang abhängig von einem bestimmten Druekdifferential im Durchgang zwischen gegenüberliegenden Seiten des Ventilelementes sich öffnet oder schließt.

Pneumatisches Ventil in einer blähbarenManschettenanordnung einer Tracheal- oder Endotrachealröhre mit einer die Manschette aufblasenden Röhre, gekennzeichnet durch eine Druckkammer (34); ein Yentilverschlußelement (32), das die aufblasende Röhre abhängig von einem Druckunterschied zwischen der aufblasenden Röhre und der Druckkammer öffnet und schließt; durch eine in die Druckkammer (34) sich öffnende Eingangsleitung (50) zur Zuführung von Luft in die Druckkammer und zur Druckbeaufschlagung der Kammer zum Einstellen des Drucks, bei dem das Yentilverschlußelement öffnet, um das blähbare Manschettensystem zu entlüften; und durch Einrichtungen (52), die selektiv die Eingangsleitung öffnet und schließen.

Pneumatisches Ventil nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilverschlußelement eine flexible Membran (32) mit einem Paar entgegengesetzt angeordneter Seitenflächen aufweist, wobei eine der Seitenflächen der Druckkammer und die andere der Seitenflächen der aufblasenden Röhre ausgesetzt ist, derart, daß die flexible Membran (32) in die Aufblasleitung sich hineinerstrecken kann, um die Aufblasleitung zu schließen, wenn der Druck in der Druckkammer über den Druck in der Aufblasleitung hinausgeht und wobei das Yentilversohlußelement nachgeben kann, um die Aufblasleitung zu öffnen, sobald der Druck in der Aufblasleitung den Druck in der Druckkammer überschreitet.

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7. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine erste Zweigleitung mit einem Manometer (60), die mit der Eingangsleitung (50) in Verbindung steht, derart, daß der an der Druckkammer (34) liegende Luftdruck meßbar wird.

8. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß ein Rückschlagventil in einem Teil des Durchgangs hinter dem pneumatischen Ventil zum Öffnen und Schließen des Durchgangs zur Verwendung bei der Einstellung des Druckes, bei dem die Manschette entlüftet werden soll, vorgesehen ist.

9. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Durchlaßausbildungen, die die Verbindung zwischen der Eingangsleitung an einer Stelle vor diesen Einrichtungen zum selektiven Öffnen und Schließen der Eingangsleitung und der aufblasenden Röhre in Strömungsrichtung hinter dem pneumatischen Ventil herstellen, derart, daß die Manschette und die Druckkammer (34) über die Eingangsleitung druckbeaufschlagbar sind.

10. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch Durchlaßausbildungen, die die Verbindung zwischen der Einlaßleitung an einer otelle vor den Einrichtungen zum selektiven Öffnen und Schließen der Einlaßleitung und der aufblasenden Röhre in Strömungsrichtung vor dem pneumatischen Ventil herstellen; und durch Ventilverschlußeinrichtungen (33) in der Durchlaßausbildung, derart, daß Manschette (14) und Druckkammer (34) über die Einlaßleitung druckbeaufschlagbar sind.

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11. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsleitung mit der aufblasenden Röhre in Verbindung steht, derart, daß die Druckkammer druckbeaufschlagbar ist, während die Manschette über die Eingangsleitung druckbe auf schlagbar ist.

12. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsleitung in Verbindung mit der aufblasenden Röhre hinter dem pneumatischen Ventil steht.

13. Pneumatisches Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsleitung in den Abmessungen so gewählt ist, daß ein Blähen der Manschette auf den geforderten Manschettendruck möglich ist,bevor die Druckkammer druckbeaufschlagt wird, um das Ventilverschlußelement zur Bewegung in die geschlossene Stellung zu veranlassen.

14« Aufblähbare Manschettenanordnung für eine Tracheal- oder Endotrachealröhre oder dergleichen mit einer aufblähbaren Manschette; einer aufblasenden Röhre, die in Verbindung mit der Manschette steht, gekennzeichnet durch ein erstes Druckentlastungsventil (31a) und ein zweites Druckentlastungeventil (32) in Reihenschaltung in der aufblasenden Röhre zum Regulieren der durch die aufblasende Röhre gehenden Strömung des Mediums, wobei erste und zweite Ventile in Abstand zueinander angeordnet sind und ein Speicher (37) hierzwischen für das aufblasende Medium bilden, wobei das erste Ventil (31a) zwischen Manschette (14) und Speicher (35) angeordnet und so eingestellt ist, daß es öffnet, derart, daß aufblasendes Medium aus der Manschette in

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den Speicher entweichen kann, wenn der Druck in der Manschette über einen vorbestimmten ersten Druck steigt, wobei das zweite Ventil außerhalb des Speichers angeordnet und so eingestellt ist, daß das blähende Medium aus dem Speicher entweicht, wenn der Druck im Speicher über einen vorbestimmten zweiten Druck steigt, der größer als der erste Druck ist, derart, daß wenigstens ein !eil aus der Manschette in den Speicher verdrängten aufblasenden Mediums im Speicher bei einem Druck bis zu dem zweiten Druck gehalten werden kann und zur Manschette rückführbar ist, wenn der Druck in der Manschette unter den Druck im Speicher fällt.

15. Aufblähbare Manschettenanordnung nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet , daß der Speicher eine Speicherkammer aufweist, wobei eine Eingangsleitung in die Speicherkammer sich öffnet und Ventilausbildungen vorgesehen sind, um die Eingangsleitung zu öffnen und zu schließen.

16. Manschettenanordnung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet , daß die Wandungen des Speichers flexibel sind und den Speicherhohlraum blähen, während der Druck im Speicher über einen bestimmten ¥ert steigt.

17. Aufblähbare Manschettenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Ventil und das zweite Ventil jeweils pneumatische Ventile mit einer Druckkammer, einem Ventilverschlußelement, welches die aufblasende Röhre in Abhängigkeit von einem Druckunterschied zwischen der aufblasenden Röhre und der Druckkammer öffnet und schließt, sind, wobei Eingangsleitungen in die Druck-

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kammer öffnen, um ein Druckmedium in die Druckkammer einzulassen und die Kammer unter Druck zu setzen, wodurch der Druck eingestellt wird, bei dem das Ventilverschlußelement, um die aufblasbare Manschettenanordnung zu entlüften, öffnet und wobei Einrichtungen selektiv die Eingangsleitung öffnen und schließen.

18. Beatmungsanordnung mit einem Beatmungskanal, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Erzeugen eines positiven Endbeatmungsdrucks mit einem pneumatischen Ventil, durch eine Druckkammer; ein Ventilverschlußelement, das so ausgebildet ist, daß es diesen Beatmungskanal abhängig von einem Druckunterschied zwischen der Atmungsleitung und der Druckkammer öffnet und schließt; eine Eingangsleitungsöffnung in die Druckkammer zum Zuführen von Luft an die Druckkammer zu deren Unterdrucksetzung, wodurch der Druck eingestellt wird, bei dem das Ventilverschlußelement öffnet, um das Beatmungssystem zu entlüften; und durch Einrichtungen zum selektiven Öffnen und Schließen der Eingangsleitung.

19. Sauganordnung mit einem Saugkanal, der eine saugende Einrichtung wie ein Saugkatheter oder dergleichen mit einer Saugdruckquelle verbindet, gekennzeichnet durch einen Entlüftungskanal, dessen eines Ende in Verbindung mit der Saugleitung steht, und durch dessen anderes Ende entlüftet wird; durch ein pneumatisches Ventil in dieser Entlüftungsleitung, wobei das pneumatische Ventil eine Druckkammer und ein blähbares Ventilverschlußelement aufweist, das so ausgebildet ist, daß es gebläht wird und sich in die Entlüftungsleitung aufgrund des hierauf durch die Druckkammer ausgeübten Druckes erstreckt, wobei das aufblasbare Ventilverschlußelement zwischen einer

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ersten Stellung, in der der Entlüftungskanal offen ist, und einer zweiten Stellung, in der der Entlüftungskanal geschlossen ist, abhängig von einer bestimmten Druckänderung in dem Entlüftungsdurchlaß beweglich ist.

20. Sauganordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsleitung in die Druckkammer zum Zuführen von Luft in die Druckkammer und zu deren unter Druck-Setzung, um das Ventilverschlußelement aufzublasen, öffnet.

21. Sauganordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß das aufblasbare Ventilverschlußelement so ausgebildet ist, daß es zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung abhängig von einem bestimmten Druckunterschied in der Entlüftungsleitung auf sich gegenüberliegenden Seiten des aufblasbaren Ventilverschlußelementes bewegbar ist.

22. Sauganordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Entlüftungsleitung eine erste Seite aufweist, die vom Ventilverschlußelement sich gegen die Saugquelle erstreckt und eine zweite Seite besitzt, die vom Ventilverschlußelement zu einer Entlüftung geht, wobei die Querschnittsfläche der ersten Seite des Entlüftungskanals größer als die Querschnittsfläche der zweiten Seite ist, wodurch das flexible aufblasbare Ventilelement gegen die erste Seite hin oder von dieser fort ablenkbar ist, um den Entlüftungsdurchlaß abhängig von einem vorbestimmten Druckunterschied in der Entlüftungsleitung zwischen deren ersten und zweiten Seite zu öffnen und zu schließen.

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23. Sauganordnung nach Anspruch 22, dadurch g e k e η η - •δ e i c h η e t , daß die Entlüftungsleitung am Ort des Ventilverschlußelementes unter Bildung eines Ventilsitzes an der Grenzfläche zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite der Entlüftungsleitung abgestuft ist.

24. Druckanordnung, gekennzeichnet durch einen Entlüftungsdurchlaß, der von der Druckanordnung aus offen ist; ein pneumatisches Ventil in der Entlüftungsleitung, wobei das pneumatische Ventil eine Druckkammer und ein aufblasbares VentilVerschlußelement derartiger Ausbildung aufweist, daß es gebläht wird und sich hierbei in die Entlüftungsleitung aufgrund des hierauf durch die Druckkammer ausgeübten Druckes erstreckt, wobei das aufblasbare Ventilvers chlußej.ement zwischen einer ersten Stellung, in der die Entlüftungsleitung offen ist und einer zweiten Stellung, in der die Entlüftungsleitung geschlossen ist, abhängig von einem bestimmten Druckunterschied in der Entlüftungsleitung bewegbar ist.

25. Druckanordnung nach Anspruch 24, dadurch g e k e η η -zeicanet, daß das aufblasbare Ventilelement so ausgebildet ist, daß es sich zwischen der ersten und zweiten Stellung, abhängig von einem bestimmten Druckunterschied zwischen dem Druck in der Entlüftungsleitung und dem Druck in der Druckkammer bewegt.

26. Druckanordnung nach Anspruch 24, g e k e η η -

ζ e ic h η e t durch Eingangsleitungsausbildungen, die in die Druckkammer öffnen und Luft in die Druckkammer zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer und zum Aufblähen des Ventilverschlußelementes einführen.

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