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BEATMUNGSGEÄT ZUR REANIMATION VON NEUGEBORENEN
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Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät zur Reanimation von Neugeborenen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Das wichtigste Ereignis nach der,Geburt ist das Ingangkommen des pulmonalen
Gaswechsels, das heißt, die eigenständige Lungenatmung (Spontanatmung) des Neugeborenen.
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Die verlängerte primäre Apnoe (Atemstellstand) istder wichtigste Zwischenfall.
Sie beruht auf einer Zlahmung des Atemzentrums durch SauerstofXmangel während der
Geburt oder durch Narkotika, die der Mutter vor oder während der Geburt verabreicht
wurden. Dieser äußerst bedrohliche Zustand muß unverzüglich durch Reanimation behoben
werden.
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Eine nicht rasche Belüftung der Lunge des NeugelDorenen hat ernste
Anpassungs- und -Entwicklungsstörungen für das Kind zur Folge, In der Regel führt
in diesem akut bedrohlichen
Zustand eine sofortige, jeweils 10 -
15 Sek. dauernde initiale Blähung der Lunge mit komprimiertem Sauerstoff, eine sogenannte
Blähdruckbeatmung, über eine Entfaltung der Alveolen schnell zur gewollten Spontanatmung.
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Insbesondere bei unreifen Neugeborenen (Frühgeborenen) muß nicht selten
die Atmung zusätzlich über längere Zeit unterstützt werden. Ein wesentliches Zeichen
der Unreife ist der Mangel an ausreichender Menge oberflächenaktiver Substanz, das
sogenannte Surfactant-Mangel-Syndrom oder idiopatische Atemnotsystrom. Die Folge
ist, daß bei jeder Ausatemphase (Exspiration), aufgrund der ungenügend verminderten
Oberflächenspannung, Alveolen kollabieren.
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Kollabierte Alveolen können aber am Atemgaswechsel nicht mehr teilnehmen.
Das Blut wird mit Sauerstoff untersättigt. Dieser Sauerstoffmangel führt in zunehmendem
Maß zur Atemnot und schließlich durch Lähmung des Atemzentrums zum Atemstillstand,
wenn nicht rechtzeitig verhindert wird, daß der Kollapsdruck in den Alveolen unterschritten
wird. Zur Unterstützung der Atmung beim idiopatischen Atemnotsyndrom hat sich daher
in letzter Zeit mit großem Erfolg ein Beatmungsverfahren bewährt, das ständig einen
kontinuierlichen positiven Druck (CPAP) bis zu 15 cm H20 in den Luftwegen aufrechterhält,
der dem Alveolarkollaps entgegengerichtet ist, die sogenannte CPAP-Beatmung. Eine
frühzeitige, unmittelbar nach der Geburt erfolgende, konsequente Anwendung dieser
Methode erhält die Spontanatmung aufrecht und erspart solchen Kindern eingreifendere
Beatmungstechniken mit deren nicht unerheblichen Nebenwirkungen.
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Zeigt das Neugeborene trotzdem Zeichen zunehmender Atemnot, muß der
Atemzyklus zeitweilig mit einem Beatmungsgerät künstlich nachgeahmt werden. Dabei
wird periodisch in der Einatemphase (Inspiration) ein positiver Druck zu deren Blähung
erzeugt (IPPV) und in der Ausatemphase ein positiver endexspiratorischer Druck (PEEP)
oberhalb des Kollapsdrucks der Alveolen aufrechterhalten, es wird die sogenannte
IPPV + PEEP-Beatmung durchgeführt. Die untere Druckgrenze (PEEP) entspricht hierbei
der bei der CPAP-Beatmung, die obere aber nicht der zur initialen Blähdruckbeatmung
erforderlichen. Die initiale Entfaltung der Lunge verlangt nämlich generell einen
höheren Beatmungsdruck, als er zur Unterhaltung der Atmung notwendig ist.
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Von einem Gerät zur Beatmung von Neugeborenen mit Einsatz schwerpunkt
in Entbindungskliniken und beim Transport in eine Kinderklinik ist zu fordern, daß
es in einfacher und zuverlässiger Weise diesen Erfordernissen einer Beatmung Neugeborener
kontrollierbar angepaßt werden kann.
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Verzichtet werden kann auf eine Automatisierung der Beatmungsvorgänge,
da zum einen die initiale Blä.hdruckbeatnung, den individuellen Bedürfnissen angepaßt,
von Hand vorzunehmen ist bzw. die CPAP-Beatmung nach stabilisierter Eigenatmung
keinerlei Steuerung mehr bedarf und zum anderen der nach der Geburt noch äußerst
instabile Kreislauf des Neugeborenen eine individuelle und sich an den rasch ändernden
Verhältnissen orientierende flexible Therapie verlangt, die am besten unmittelbar
durch Handbeatmung gewährleistet ist. Die automatisch gesteuerte Beatmung bei respiratorischer
Insuffizienz ist dagegen erst in der stationären Behandlung unerläßlich. Weiter
muß unkomplizierter Aufbau und leichte Einstellung des Beatmungsgerätes zur Vermeidung
ungewollter Fehlbedienungen
gefordert werden, sollen auch in der
Beatmungstechnik von Kleinkindern Ungeübte damit risikoarm umgehen können.
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Ein erfahrener Kinderarzt steht auch heute noch selten zur Verfügung.
Eine der größten Gefahren droht dem Neugeborenen nämlich von einem falsch eingestellten
Beatmungsdruck durch Lungenriß mit Pneumothorax. Als relativ ungefährliche inspiratorische
Beatsungsgrenzdrücke gelten solche bis zu maximal 30 cm H20 (cm Wassersäule). Zur
initialen Entfaltung der Lunge können jedoch Blähdrücke bis zu 70 cm H20 notwendig
werden, während umgekehrt bei vorgeschädigter Lunge ein Druck von 30 cm H20 schon
zum gefürchteten Lungenriß führen kann. Das bedeutet, daß sich der Behandelnde schrittweise
an den individuell erforderlichen und noch tolerierbaren Beatmungsdruck herantasten
muß, der die kritische Schlüsselgröße in der Be atmung Neugeborener darstellt. Seine
einfache, fehlerfreie und kontrollierbare Einstellung muß sichergestellt sein. Alle
anderen Beatmungsparameter sind dagegen fürs erste von zweitrangiger Bedeutung.
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Es sind Beatmungsgeräte für Neugeborene mit automatischer Zeitsteuereinrichtung
bekannt (DE-AS 2 405 955), die auch von Hand bedient werden können. Diese Geräte
stehen mit dem Patienten über zwei, das Atemgas zu- bzw. rückführende Atemschläuche
in Verbindung. Beide Atemschläuche münden unmittelbar vor dem Patienten in einen
Patientenadapter zum wahlweisen Anschluß einer Atemmaske oder eines Luftröhrentubus
(Trachealtubus). Das Atemgas fließt dabei von einer Druckgasquelle über ein Einatemventil
zum Patienten und von ihm über ein Ausatemventil nach außen in die Atmosphäre. Der
inspiratorische Beatmungsdruck wird am Einatemventil eingestellt und geregelt, der
exspiratorische
Beatmungsdruck, die Atemfrequenz und die Atemphasen
am Ausatemventil. Besonderer Wert ist hier auf die zeitgerechte Ansteuerung des
Ausatemventils mit einstellbaren Atemphasen gelegt. Die Zeitsteuereinrichtunq des
Ausatemventils besteht dabei aus einem 5ystem pneumatischer oder elektronischer
Bauteile. Nachteilig daran sind die mit der technisch sehr aufwendigen Bauweise:
verbundenen hohen Herstellungs#- und Wartungskosten sowie der unwirtschaftlich hohe
Gasverbrauch. Außerdem ist die Bedienung dieser Geräte kompliziert und erfordert
viel Erfahrung, da der inspiratoriscne Beatmungsdruck am Einatemventil nicht voreingestellt
werden kann. Der tatsächlich auf die Atemwege einwirkende Druck ist nämlich zusätzlich
von der eingestellten Einatemzeit und dem Atemgasstrom abhängig.
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Ein Eingriff in diesen sensiblen Regelkreis ist problematisch. Um
unnötige Gefahren vom Patienten abzuwenden; muß daher vor jeder Umstellung des Gerätes,
insbesondere vor Handbeatmung, der am Einatemventil eingestellte Druck zurückgenommen
werden, um dann nach erfolgter Umstellung bei geschlossenem Schlauchsystem anhand
des Beatmungsdruckmessers neu eingestellt zu werden. Dieses Verfahren ist sehr umständlich
und zeitraubend. Eine PEEP-Beatmung ist oft; z. B. beS einer. Ausführungsform, die
gerade zur Beatmung Neugeborener -beim Transport im Handel angeboten wird (Dräger-Prospekt
Nr. 5673.0), mangels eines kontinuierlichen exspiratorischen Atemgasstromes nur
mit Hilfe geeigneter Zusätze möglich (vergleiche DT'#-AS 2 241 291 und DE-AS 2 406
679). Aus den angeführten Gründen konnten sich diese Beatmungsgeräte nur auf#kinderärztlichen
Intensivstationen mit hoher Einsatzfrequenz und entsprech'end geschultem Fachpersonal
durchsetzen.
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Bei einem anderen bekannten manuell oder automatisch steuerbaren Beatmungsgerä.t
<DE-OS 2 603 o63) wird der
Beatmungsdruck unmittelbar im Patientenadapter
durch ein Gasstrahlrohr dynamisch erzeugt, dem Atemgas unter einem Druck von o,25
bis 2,5 atü zugeführt wird. Die dem Trachealtubus gegenüberliegende Seite des Patientenadapters
ist zur Atmosphäre hin offen, wobei der Strömungsquerschnitt der öffnung gleich
oder größer als der Durchflußquerschnitt des Trachealtubus ist, damit während der
Beatmung Schleim aus den Luftwege des Patienten abgesaugt werden kann. Dies ist
aber bei Neugeborenen, entgegen den Ausführungen in der genannten Offenlegungsschrift,
ohne Unterbrechung des Beatmungsvorgangs infolge sich in etwa entsprechender Querschnitte
von Absaugschlauch und Trachealtubus nicht möglich. Der exspiratorisch dynamisch
erzeugte Staudruck im Patientenadapter bildet das Ausatemventil. Gesteuert wird
die Beatmung abhängig vom Druck im Patientenadapter nahe der Einmündung des Trachealtubus,
der mittels eines Fühlers einem Steuergerät zugeführt wird, das über ein Einatemventil
die Atemgaszufuhr und die Atemfrequenz nachführt. Bei Ausfall des Steuerventils
ist eine Handbeatmung, wie behauptet, nicht möglich, da mit dem Steuergerät die
Druckbegrenzung ausfällt und sich ein unkontrolliert hoher Staudruck in der Lunge
devs Patienten aufbauen kann. Dieses Beatmungsgerät bietet daher gegenüber den vorgenannten
keine Vorteile.
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Ein bekanntes nur handbetriebenes Atmungsgerät für Kleinkinder stellt
der sogenannte Atembeutel dar (Ambu-Prospekt Form 2500.11.75). Er ist preisgünstig
und findet daher verbreitete Anwendung. Mit ihm kann zwar eine dem Atemrhythmus
entsprechende periodische Beatmung durchgeführt werden, eine Möglichkeit zur Blähdruck-,
CPAP- oder IPPV + PEEP-Beatmung fehlt aber. Die Schlüsselgröße Beatmungsdruck
ist
unkontrollierbar dem Gefühl des Beatmenden überlassen: Je stärker der Atembeutel
mit der Hand komprimiert wird, desto höher wird der in den Atemwegen erzeugte Druck.
Bei dem kleinen Atemvolurnen Neugeborener ist die angegebene Drucksicherung nicht
wirksam. Aus den angeführten Gründen entspricht der Atembeutel bei Beatmung Neugeborener
nicht nur nicht mehr dem heutigen Stand der Beatmungstechnik, sondern ist auch in
den Händen Ungeübter gefährlich.
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Gemäß einer weiteren bekannten manuellen Beatmungseinrichtung (K.
Riegel et. al. in Dtsch. med. Wschr. 99 (1974), 1624 - 1626), von der die Erfindung
ausgeht, ist der inspiratorische Beatmungsdruck über ein als Einatemventil dienendes
Wasserschloß.kontrollierbar von 0 - 40 cm H20 den Bedürfnissen Neugeborener einfach
anpaßbar. Das Wasserschloß ist über ein T-Verbindungsstück zwischen einer Druckgasquelle
für Atemgas und dem Patientenadapter angeordnet. Der maximale inspiratorische Beatmungsdruck
wird durch die Eintauchtiefe des Steigrohrs in das Wasserniveau begrenzt. Wenn die
gemäß dem am Steigrohr vorgegebenem Druck mögliche Blähung der Lunge erreicht ist,
entweicht einströmendes Gas vollständig über das Wasserschloß. Ein wesentlicher,
gefährlicher Nachteil tritt auf, wenn der zum Wasserschloß führende Schlauch abgeknickt
ist, da dann ein unkontrolliert hoher Druck auf die Lunge einwirkt. Der kontinuierliche
Atemgasstrom wird unabhängig vom Beatmungsdruck nach Bedarf am Regler für die Atemgaszufuhr
voreingestellt. Gesteuert wird die Beatmung über eine freie öffnung im Patientenadapter,
die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und der Ausatmung dient. Der Querschnitt
dieser öffnung entspricht dem des Atemschlauches. Atemsynchrones Abdecken dieser
Ausatem-
Öffnung mit dem Finger führt zur kontrollierten Beatmung
(IPPV). Wird der Finger z. B. lo - 15 Sek. auf der Öffnung belassen, ist eine Blähdruckbeatmung
erreicht.
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Dieses Beatmungsgerät stellt, bis auf den genannten Nachteil,.ein
zuverlässiges System dar, das sich seit Jahren in der Klinik bewährt hat. Es enthält
keine sich bewegenden Teile, ist sicher und leicht einzustellen und auch Laien schnell
verständlich. Die Schlüsselgröße Beatmungsdruck ist dabei am Gerät voreinstellbar.
Der An- -schaffungspreis liegt bei dem des Atembeuteis. Nachteilig bei diesem Gerät
ist allerdings, daß keine CPAP- sowie IPPV + PEEP-Beatmungen realisierbar sind,
ebensowenig wie therapeutisch indizierte initiale Blähdrücke zwischen 40 - 70 cm
H20, da bereits bei Drücken von 40 cm H20 ein Wasserschloß als druckbegrenzendes
Medium mit einer. dann effektiven Länge von 90 cm unhandlich ist.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, das vorstehende Beatmungsgerät
bei einfacher und preisgünstiger Bauweise so auszubilden, daß es speziellen Bedürfnissen
bei der Beatmung Neugeborener unmittelbarer und zuverlässfger gerecht wird.
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Die Lösung dieser- Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 bzw. 4.
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Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.
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Das Beatmungsgerät ist erfindungsgemaß zweistufig ausgebildet. Die
erste Beatmungsstufe, besteht: aus dem bereits bewährten Wasserschloß, das gleich
einem Druckhalteventil
das Einatemventil bildet. Dabei ist das
T-Verbindungsstück, das das Wasserschloß mit der Atemgasquelle und dem Patientenadapter
über zwei Atemschläuche verbindet, in das Steigrohr starr integriert. Ein Abknicken
der Atemschläuche, gleichgültig wo, kann dadurch nicht mehr zu einem die Lunge gefährdenden
unkontrolliert hohen Druck führen. Durch die gewählte Geometrie der Anordnung wird
bei geschlossenem Ausatemventil (Inspiration) der zu erzeigende, vom Atemgasstrom
unabhängige inspiratorische Staudruck in den Atemwegen auf maximal 30 cm H20 begrenzt.
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Die zweite Beatmungsstufe wirkt additiv zur ersten und setzt sich
erfindungsgemäß zusammen aus dem Wasserschloß und einer ihm nachschaltbaren Drossel,
durch die die Gasfüllung vom Wasserschloß abfließen muß. Auf diese Weise bildet
sich vor der Drossel ein Staudruck aus, der allein vom Gasstrom durch die Drossel
abhängt und von einem auch als Sicherheitsventil dienenden Flüssigkeitsmanometer
auf 40 cm 1120 begrenzt wird. Mittels der zweiten Beatmungsstufe wird daher in inspiratorischer
Blähdruck der Lunge von bis zu 70 cm H20 möglich.
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Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung stellt eine weitere Drossel
dar, die vorzugsareise mit der vorstehend genannten identisch ist, die auf die mit
der Atmosphäre in Verbindung stehende Ausatem-Öffnung am Patientenadapter aufsteckbar
ist und zusammen mit einem Ahschlußorgan das Ausatemventil bildet. So kann während
der Exspiration ständig ein Staudruck in der Lunge aufrechterhalten werden (CPAP),
der wieder allein vom Atemgasstrom durch die letztere Drossel abhängt. Der freie
Querschnitt der Drossel ist erfindungsgemäß wesentlich kleiner als der im Trachealtubus.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
diese Drossel durch ein Druckhalteventil (gleich einem Wasserschloß) ersetzt, wodurch
der jeweilige Staudruck vom Atemgasstrom unabhängig wird.
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Das Abschlußorgan wird bei der von Hand gesteuerten Beatmung durch
den Finger des Beatmenden gebildet: Eine nicht verschlossene Ausatemöffnung entspricht
der CPAP- .
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Beatmung bei noch erhaltener Spontanatmung, periodisches Verschließen
mit dem Finger je nach Frequenz und Atemphasen der IPPV + PEEP-Beatmung bzw. der
Blähdruckbeatmung.
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Bei der automatisch gesteuerten Ausführung besteht das Abschlußorgan
vorteilhaft aus einem zylindrischen Rohr und einer darin drehbaren Kugel mit zur
Rohrachse senkrechten Drehachse, wobei die Kugel auf einer zur Drehachse parallelen
Seite abgeplattet ist und die Querschnitte von Rohr und Kugel einander angepaßt
sind. Angetrieben wird die Kugel von einem druckluft- oder batteriebetriebenen Elektromotor
mit regelbarer Drehzahl, wobei pro Umdrehung zwei Atemzyklen durchlaufen werden
Die Atemphasen sind nicht einstellbar, sondern von der jeweiligen#Kugei abplattung
abhängig.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen neben den bekannten
und mittlerweile wieder geschätzten Vorteilen einer vereinfachten und überschaubaren
Cerätebauweise insbesondere. darin, daß die von Hand gesteuerte Ausführungsform
störungsfrei arbeitet und keiner Wartung bedarf, da sie keine sich bewegenden und
daher keine dem Verschleiß unterliegenden oder zum Verkleben neigenden Teile oder
Ventile aufweist, daß Patient und Beatmungsgerät,
die Uandlich-
und Ubersichtlichkeit fördernd, nur mit einem einzigen Atemschlauch verbunden werden
müssen, daß die Beatmung Neugeborener risikoarm in zwei Stufen erfolgt, wobei der
inspiratorische Beatmungsdruck am Gerät voreingestellt und bei Bedarf sofort geändert
werden kann und der Beatmende die Beatmungsart, -frequenz und -phasen direkt am
Patienten durch entsprechendes Abschließen der Ausatemöffnung im Patientenadapter
unmittelbar mit seinem Finger steuern kann, ohne sich vom Patienten abwenden zu
müssen. Die sonst notwendigen komplizierten Einstellungen am Gerät mit einer Vielzahl
von versehentlich verstellbaren Knöpfen und Schaltern entfallen dadurch ebenso,
wie das damit verbundene Risiko von Fehlbedienungen.
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Die zweistufige Anordnung des Beatmungsvorganges ist besonders vorteilhaft.
Langjährige klinische Erfahrung bei der Reanimation Neugeborener hat nämlich gezeigt,
daß die Beatmungsdrücke prinzipiell variabel sein müssen, vor allem aber Drücke
von über 30 cm 1120 bei Neugeborenen gehäuft zu Komplikationen in Form von Lungenrissen
führen und nur in Ausnahmefällen und zwar ausschließlich zur initialen Entfaltung
der Lunge therapeutisch notwendig werden, im Normalfall aber solche bis zu 30 cm
H20 sowohl zur initialen Entfaltung der Lunge als auch zur künstlichen Unterstützung
der Atmung ausreichen.
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Die Erfindung berücksichtigt erstmals diese bedeutende in der Beatmungstechnik
Neugeborener zwar bekannte, aber in keinem bekannten Beatmungsgerät verwirklichte
klinische Erkenntnis und unterteilt den Beatmungsvorgang entsprechend in zwei Stufen,
wobei der kritische Beatmungsdruck von 3c cm 1120 entsprechend der Wirkung eines
Sicherheitsventils, die Grenze zwischen erster und zweiter Stufe bildet. Das
bisher
meist benützte, einfache Beatmungsgerät, nämlich der Atembeutel, arbeitet mit praktisch
fest vorgegebenen, überdies unkontrollierbaren Drücken. Nur bei den teuren Beatmungsgeräten
ist der inspiratorische Beatmungsdruck, allerdings ohne jegliche Sperre, zwischen
minimalem und maximalem Druck kontinuierlich einstellbar. Beides ist, wie erwähnt,
gefährlich. Bei der Erfindung sind die höheren, gefährlichen Beatnungsdrücke von
30 - 70 cm H20 normalerweise blockiert und sind nur über zwei vorzuneh griffe, was
einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor darstellt, verfügbar und damit vor unbeabsichtigter
Benützung geschützt. Der erste Handgriff besteht im Umstecken der Drossel vom Patientenadapter
auf die Entlüftungsöffnung des Wasserschlosses, was aber allein noch keine Druckerhöhung
ermöglicht. Erst zusammen mit. dem zweiten vorzunehmenden Handgriff wird es mittels
der zweiten Beatmungsstufe möglich, über höhere Atemgasströme zu höheren Drücken
zu gelangen. Dazu werden je nach erforderlichem Blähdruck Atemgasströme bis zu 12
1/min notwendig, während in der ersten Beatmungsstufe nur solche zwischen 2 und
5 1/min auftreten und vom einzustellenden PEEP bzw. CPAP abhängen.
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Nach erfolgter Entfaltung der Lunge, erkennbar amsich hebenden Brustkorb,
sichert allein das Abnehmen der Drossel von der Entlüftungsöffnung des Wasserschlosses,
daß der kritische Beatmungsdruck von 30 cm H20 nicht mehr überschritten und daher
gefahrlos weiterbeatmet werden kann.
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Allerdings muß bei Benützung der zweiten Beatmungsstufe auf PEEP-Beatmung
verzichtet werden. Da aber damit nur die initiale Blähdruckbeatmung zur Entfaltung
der Lunge durchgeführt werden soll, wozu nur inspiratorische aber keine endexspiratorischen
Blähdrücke der Lunge notwendig sind, stellt dies keinen Nachteil dar.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das an Hand schematischer Zeichnungen näher
erläutert wird. Es zeigen: Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 vergrößert ein Steuerventil Figur 3 + 4 die Beatmung eines Patienten mit
der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung nur
der ersten (Figur 3) bzw. zusätzlich der zweiten (Figur 4) Beatmungsstufe, wobei
Pfeile innerhalb der Atemgasleitungen die Richtung des Atemgasstroines während der
Inspiration (Figur a) bzw. der Exspiration (Figur b> angeben.
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Wie Figur 1 zeigt, besteht das Beatmungsgerät im wesentlichen aus
einem üblichen Durchflußmengenregler 1 für Atemgas mit Anzeige des Atemgasstromes
in 1/min, einem erfindungsgemäß zweistufigen Wasserschloß 2 mit Flüssigkeitsmanometer
3 und einem Patientenadapter 4 mit einer auf dessen Ausatemöffnung 5 aufsteckbaren
Drossel 6 und einem Steckanschluß 7 für eine Gesichtsmaske 8 bzw. für einen (nicht
dargestellten) Trachealtubus. Der Durchflußmengenregler 1 und das Wasserschloß 2
sind durch einen Adapter 9 miteinander starr verbunden.
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Das zweistufige Wasserschloß 2 besteht aus einem bis zur Einfüllmarke
mit entkeimten Wasser gefüllten Wassergefäß lo aus z. B. Acrylglas, das durch einen
Verschlußstopfen 11
mit Öffnungen 12 und 13 abgedichtet ist. Die
Öffnung 12 dient zur Aufnahme eines skalierten Steigrohrs 14 aus z. B. Acrylglas,
das mittels einer Feststellschraube 15 in einer gewünschten Eintauchtiefe fixiert
werden kann.
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Über die Öffnung 13 wird das Wassergefäß lo entlüftet.
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Das Steigrohr 14 ist mittels einem in das Steigrohr 14 starr integrierten
T-Verbindungsstück 16 zum einen durch einen Atemschlauch 24 über den Durchflußmengenregler
1 mit einer (nicht dargestellten) Druckgasquelle für Atemgas und zum anderen durch
einen Atemschlauch 25 über den Patientenadapter 4 mit dem Patienten verbunden.
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Der inspiratorische Beatmungsdruck wird in dieser erläuterten ersten
Beatmungsstufe, in der sich die freien Querschnitte von Entlüftungsöffnung 13 und
Steigrohr.14 in etwa entsprechen, allein von der voreingestellten Eintauchtiefe
(maximal z. B. 30 cm =# Beatmungsdruck von 30 cm H2O) des skalierten Steigrohrs
14 in das Wasserniveau begrenzt (Figur 3a). Wenn die gemäß dem am Steigrohr 14 vorgegebenem
Druck mögliche Blähung der Lunge erreicht ist, entweicht das einströmende Atemgas
vollständig über das Wasserschloß 2 durch die Öffnung 13. Der endexspiratorische
Beatmungsdruck (PEEP bzw. CPAP) ist bei auf die Ausatemöffnung 5 aufgesteckter Drossel
6 allein vom Atemgasstrom durch die Drossel 6 abhängig (Figur 3b).
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Der sich so vor der Drossel 6 und damit auch in den Luftwegen des
Patienten ausbildende Ist-Staudruck ist an der Skala 26 am Steigrohr 14 ablesbar.
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Die zweite Beatmungsstufe erweitert die erste und unterscheidet sich
von ihr durch die dann auf die Entlüftungsöffnung 13 aufgesteckte Drossel 6 (Figur
4a, 4b), wodurch
sich im Raum 17 vor der Drossel 6 ein zusätzlicher
Staudruck ausbildet, der allein vom Atemgasstrom durch die Drossel 6 abhängt und
von dem Flüssigkeitsmanometer 3 sowohl angezeigt, als auch auf 40 cm H20 begrenzt
wird.
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Dieser dynamisch erzeugte Staudruck addiert sich zu dem am Steigrohr
14 eingestellten hydrostatischen. Auf diese Weise werden mit der zweiten Beatmungsstufe#Beatmungs
drücke von 30 - 70 cm H20 möglich, maximale Eintauchtiefe des Steigrohrs 14 im Wassergefäß
10 vorausgesetzt.
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Das Flüssigkeitsmanometer 3 besteht aus zwei konzentrisch ineinander
steckenden Acrylglas-Rohren 27, 28, die nach Art eines U-Rohrs hintereinander geschaltet
sind. Das innere Rohr 27 steht mit Raum 17, das äußere Rohr 28 über eine Bohrung
18 mit der Atmosphäre in Verbindung. Bei Überdruck im Raum 17 sinkt die innere Flüssigkeitssäule
ab, während die äußere entsprechend ansteigt. Der dazugehörige Beatmungsdruck ist
in cm H20 an der Skala 29 am äußeren Rohr 28 ablesbar, wobei der Skalenbeginn (=Füllmarke)
auf die maximale Eintauchtiefe des Steigrohrs 14 von hier 30 cm kalibriert ist.
Unter dem jeweiligen Beatmungsdruck in cm~EI20 sind auf der Skala 29 noch der dazu
notwendige Atemgasstrom in 1/min angegeben. Durch Einstellen des entsprechenden
Wertes am Durchflußmengenregler 1 ist auch in der zweiten Beatmungsstufe der Beatmungsdruck
voreinstellbar. Als Flüssigkeitsfüllung des Manometers kann die unter der Handelsbezeichnung
Chlorhexamed, ein Mund- und Rachen-Antiseptikum erhältliche Flüssigkeit verwendet
werden, da sie zum einen desinfizierend wirkt und zum anderen durch ihre rötliche
Farbe den Flüssigkeitspegel gut erkennen läßt.
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Figur 2 zeigt ein Steuerventil für ein Ausführungsbeispiel mit automatischer
Steuerung. Es besteht aus einem zylindrischen Rohr 19 und einer darin rotierenden
Kugel 20 mit zur Rohrachse senkrechten Drehachse 21, wobei die Kugel 20 auf einer
zur Drehachse 21 parallelen Seite, den Atemphasen entsprechend, eine Abplattung
30 besitzt.
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Angetrieben wird die Kugel von einem (nicht dargestellten) regelbaren
Motor. Itit einer Öffnung 22 wird das Steuerventil auf die Ausatemöffnung 5 des
Patientenadapters 4 aufgesteckt, wobei auf eine Öffnung 23 bei Bedarf die Drossel
6 aufgesteckt werden kann.