DE2945485C2 - Narkosebeatmungssystem - Google Patents

Description

die Abgassammelleitung (32) abgeführt wird.

7. Narkosebeatmungssystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Atembeutel über ein einstellbares Entlastungsventil (41) mit der

8. Narkösebeätmüngss^sjem riach'Anspruchii; bis¹' -., 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstejiblres Druckbegrenzungsventil (26) in der Druckluftzufuhr vor der Druckkammer (11) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft ein Narkosebeatmungssystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Narkosebeatmungssysteme sollten in ihrer Anwendung möglichst umfassend sein sowie mit ihnen die bekannten Beatmungsverfahren durchgeführt werden können. Sie sollen sich darüber hinaus den sich möglicherweise ändernden Umständen in der Gas- und Energieversorgung möglichst schnell anpassen können. Die Anpassung soll ohne Zeitverlust und große Umschaltung erfolgen kennen.

Ein bekanntes Beatmungsgerät zur Anästhesie und Langzeitbeatmung gestattet eine Beatmung im halbgeschlossenen und halboffenen System. Im halbgeschlossenen System erfolgt uer Kreislauf der Atemluft aus der Druckkammer einer pneumatisch betriebenen Membranpumpe über ein Einatemventil zur Lunge des Patienten und von dort über ein Ausatemventil und ein nachgeschaltetes, von der Pneumatik gesteuertes Membranventil über einen CCh-Äbsorber ·;ηα ein Einlaßventil zur Druckkammer der Membranpumpe zurück. Zwischen dem CXVAbsorber und dem Einlaßventil besitzt die Leitungsführung einen PufferbeuteL Desgleichen wird in diesem Abschnitt kontinuierlich der Sauerstoff und das Norkosegas eingeleitet Im Ausatemteil ist ein Sicherheitsventil zwischen dem Ausatemventil und dem Membranventil angeordnet Ein Gasmangelventil, das die Druckkammer mit der Atmosphäre verbindet ermöglich¹, dem Patienten bei Atemgasmangel spontan direkt einzuatmen.

Der halbgeschlossene Kreislauf kann sowohl automatisch als auch durch Spontanatmung des Patienten betrieben werden.

Das halboffene System entsteht durch Öffnen des Sicherheitsventils. Der Patient kann dann spontan über das Gasmangelventil einatmen und über das Sicherheitsventil ausatmen.

Nachteilig für dieses Gerät ist die fehlende Möglichkeit der manuellen Beatmung, die in Notfällen nach Ausfall der automatischen Beatmung für den Patienten lebenswichtig ist (DE-OS 26 01 902).

Ein weiteres bekanntes Beatmungsgerät insbesondere Narkosegerät kann im halbgeschlossenen System arbeitend in den Betriebsarten »Automatik« und »Hand<< verwendet werden. Mittels einer Schaltmechanik erfolgt die Umschaltung von der einen Betriebsart in die andere. Sie unterscheiden sich außerhalb der für beide Arten gemeinsamen Umschaltung durch die Speicher- und Antriebselemente für das im System zu bewegende Atemgas. Es sind dies für die Betriebsart »Automatik« ein von einer pneumatischen Versorgungseinrichtung angesteuerter und bewegter Balg und für die Betriebsart »Hand« ein Atembeutel. Das Atemgas strömt dabei zum Einatmen von dem Speicher- und Antriebselement über einen CO₂-AbSOrber und ein Einatemventil zum Patienten, das ausgeat- __n»n Λ *

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Speicher- und Antriebselement zurück. Zum Ersatz der vom Patienten verbrauchten Atemgasmenge wird dem System im Einatemzweig zwischen dem CO2-Absorber und dem Einatemventil kontinuierlich Frischgas zugeführt. Der dadurch im System entstehende Atemgasüberschuß wird bei Automatik-Betrieb durch ein während der Ausatmung öffen^r gesteuertes Membranventil und bei Hand-Betrieb durch ein federbelastetes Überdruck-Ventil abgeführt. Die Auslässe der beiden Ventile vereinigen sich zu einer gemeinsamen Abgasleitung. Die Schaltmechanik Automatik — Hand stellt eine volle Umschaltung dar, nach der mittels eines axial

verschiebbaren Stabes jeweils in der eingestellten Betriebsart also bei »Automatik« der Balg und bei »Hand« der Atembeutel mit Atemkreislauf verbunden sind bzw. abgetrennt sind. In der Betriebsart »Hand« ist eine Spontanatmung durch den Patienten möglich. Dabei wirkt der Atembeutel dann als Puffer. Die Einsatzmöglichkeiten dieses Beatmungsgerätes sind begrenzt, weil ein Betrieb im halboffenen System nicht möglich ist Im halbgeschlossenen Automatik-Betrieb ist die Beatmungsm ;nge nicht mittels des Balges festzulegen, da dem Patienten zusätzlich das Frischgas kontinuierlich zugeführt wird. (DE-OS 25 54 674).

Ein weiteres bekanntes automatisches Beatmungsgerät gestattet die automatische und manutile Beatmung sowohl im halbgeschlossenen als auch im hai- ·^Γ-"?ηεη is Betrieb.

Der Betrieb erfolgt über den Anschluß an eine Druckmittelquelle. Es besitzt eine ^ruckbetriebene elektrische Steuereinheit zur Steuen*.._o der Beatmungssysteme und der AIarmschaltr.:gen. Die Umschaltung von automatisch/mechanisch aut J^: ■ manuelle oder vom halboffenen zum haibgeschlossenen Kreis erfolgt handbetätigt über einen Selektor. Das ausgeatmete Luftgemisch wird dabei im Ausatemweg über .änen COrAbsorber oder direkt ins Freie gelassen.

Für den automatischen Betrieb besitzt die Beatmungssektion einen durch eine Membran in eine Antriebskammer und eine Betriebskammer geteilten Zylinder. Die Membran wird, mittels Druckluft gesteuert durch eine Steuereinheit angehoben und fällt durch ihr Eigengewicht bei Druckentlastung wieder ab.

In der Einatemphase wird durch das Hochheben der Membran die sich in der Betriebskammer befindliche Anäsihesjemischungdem Patienten zugeführt. Während der nächsten Phase des Ausatmens sinkt die Membran dann nach unten und saugt dabei eine neue Füllung Anästhesiemischung ein. Je nach Schaltung des Selektors wird das ausgeatmete Luftgemisch im halbgeschlossenen Kreis durch den CXVAbsorber oder im halboffenen Kreis direkt ins Freie geführt (DE-OS 29 39 823).

Aufgabe der Erfindung ist ein Narkosebeaxmungssystem mit den Schaltungsmöglichkeiten halbgeschlossen und halboffen, sowohl im automatischen als auch im manuellen Betrieb. Bei Ausfall der Energieversorgung soü die manuelle Beatmung ohne Zeitverlust curch Schaltungen sofort aufgenommen werden können. Spontanatmung soll möglich sein.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß den Kennzeichen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterb·!- düngen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschriebt/i.

Die mit der Lösung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, d&ü es mit dem Narkosebeatmungssystem nach der Erfindung in einfacher Weise sowohl apparativ als auch bedienungsmäßig möglich wurde, alle in der

Anästhesie Üblichen Vcriaincii anzuwenden. Dies giii

sowohl für das halbgeschlossene und halboffene System und dort sowohl automatisch als auch manuell und spontan. Bei Ausfall der elektrischen Energieversor- gang kann ohne jede Umschaltung einfach über Druck auf den:Atembeutel die; B^tmungynanuell fortgesetzt werden. Zeitverluste und damit eirieGefähirdüng für den Patienten durch notwendig werdende Umschältungen treten nicht ein. Der Atembeutel' enthält jederzeit das benötigte Atemgasgemisch. Durch das kontinuierliche Einfließen des Frischgases in den Atembeutel steht es dort jederzeit zur Verfügung. Der Weg in den Beutel sichert eine gute Mischung mit dem Ausatemgas. Mit dem Einfließen des Frischgases vordem Beatmungsbalg in den Atemgasstrom ist sichergestellt, daß die Beatmungsmenge eindeutig dutch den einregulierbaren Beatmungsbalg bestimmt ist Die hochwirksame Servosteuerung gestattet dem Anästhesisten eine feinfühlige manuelle Beatmung des Patienten. Bei Frischgasausfall erfolgt automatisch eine Verbindung zur Umgebungsatmosphäre, so daß die Beatmung des Patienten auf jeden Fall gesichert ist Es ist sichergestellt daß möglicherweise schädigende Einatemdruckspitzen niete auftreten können, das durch den Beatmungsbalg bestimmte Inspirationsvo'umen trotzdem zugeführt wird. Das im Aufbau einfache Narkosebeatmungssystem erfüllt *ie deutlich gemacht sicher die Forderungen aus der Aufgabe.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Darin wird das Narkosebeatmungssystem an dem Anschluß 1 mit elektrischer Energie, dem Anschluß 2 mit einem Antriebsgas, z.B. Druckluft und dem Anschluß 3 mit dem kontinuierlichen fließenden atembaren Frischgas, z.B. einem Narkp^c-"gasgemisch, versorgt

Die Steuereinheit 4 steuert nach einstellbaren Werten die Frequenz Inspiration — Exspiration und dabei das zeitliche Verhältnis der Atemphasen und enthält einen Umschalter für die Betriebsarten »Automatik« zur automatischen Beatmung sowie »Manuell« zur manuellen Beatmung und Spontanatmung. An den Auslässen 5 bis 9 der Steuereinheit 4 ergeben sich dabei folgende Verhältnisse: Auslaß 5 führt bei »Automatik« Steuerdruck und ist bei »Manuell« drucklos. Auslaß 6 ist bei »Automatik« drucklos und führt bei »Manuell« Druck. Auslaß 7 führt bei »Automatik« Druck entsprechend den Atemphasen, bei »Manuell« ist er drucr.los. Auslaß 8 ist bei »Automatik« mit Auslaß 7 verbunden und führt gleiche Drücke, bei ^Manuell« ist er gesperrt Auslaß 9 führt bei »Automatik« und »Manuell« einen einstellbaren Druck, der bei »Automatik« im Falle des zusätzlichen Seufzers in bestimmten Zeiten automatisch auf einen höheren Druck um- und anschließend wieder zurik ^::geschaltet wird.

Bei Ausfall der elektrischen Energie schalten die Auslässe automatisch auf »Manuell«.

A Haibgeschiossenes System
a) »Automatik«

In der Betriebsart »Automatik« fließt bei halbgeschlossenern System während der Inspirationsphase das Antriebsgas vom Auslaß 7 über das Rückschlagventil 10 in die Druckkammer 11, deren Verbindung zur Umgebungsatmosphäre durch das pneumatische Steuerventil 12 unter dem Druck vom Auslaß 8 gesperrt ist In der Druckkammer 11 befindet sich der gewichtsbelastete Beatmungsbalg 13, der sich bei seiner

Ausdehnung bi» au 'Jen iui VuSunienvcrsieihing

einstellbaren Anschlag 14 mit Atemgas gefüllt hatte. Durch das in die Druckkammer 11 einströmende Antriebsgas wird d>.,· Beatmungsbalg 13 zusammengedrückt. Sein Inhalt das Beatmungavoiumen, gelangt dann über den Einatemzweig 43 mit dem federbelasteten Rückschlagventil 15, dem Säuerstoffsensor 16 und dem CO2-Absorber 17 in die Lunge 18 des Pattenten. Das Ein-Ventil 19 verhindert ein Überströmen des Balginhaltes in den Atembeutel 20, gleichzeitig ist das pneumatische Steuerveniil 21 durch den wirkenden Steuerdruck vom Auslaß 5 und damit der Bypaß 42 mit

Umgehung des Röckschlagventils 15 gesperrt Ein Vorbeisirömen des Beatmungsvolumens an der Lunge 18 wird durch das während der Inspirationsphase geschlossene pneumatische Exspirationsventil 22 verhindert, dessen über das pneumatische Steuerventil 23 und dje PEEP- und Seufzersteuerung 24 mit der Umgebungsatmosphäre verbindendbare Steuerkämrner vom Auslaß 8, unter gleichzeitigem Verschluß des Steuerventils 23, ober rückschlagventil 25 Unter Druck gesetzt wird- Während der Inspiration^ auftretende ip Druckspitzen werden mit dem einstellbaren Druckcegrenzungsven'il 26 durch vorübergehendes Abströmen von Aittrk-bsg^-r in ώ- Umgebursgsaittiosphäre ohne Verlust von A, »τ/gas unter 8eibeh<sHur.g des eingestellten Beatmungsvohimens abgefangen. L>as kontinuierlich zufließende Frischgas füllt den Atembeutel 20 auf.

Mit Obergang der Steuereinheit 4 zur Exspirationsphase öffnet sich das Steuerventil 23 und entlastet die Steuerkammer des Exspirationsventils 22 bis auf einen durch die PEEP- und Seufzersteuerung 24 bestimmten Restdruck in die Umgebungsatmosphäre. Ebenso wird die Druckkammer 11 ober Steuerventil 12 entlastet Der Eealmungsbalg 13 dehnt sich aus und füllt sich über das Ein-Ventil 49 «ni* dem Ausaiemgas aus der Lunge 18, vermischt mit Frischgas aus dem Atembeutel 20 und einem Teil direki zufließenden Frischgases. Dabei gelangt das Asjsalemgas aus der Lunge 13 über die Volume-mießvorrirhtunj· 28. das Rückschlagventil 29. das Exspiratkwr ventil 22. das Umschaltventil 30 und das Rückschlagventil 27 in den Beatmungsbalg 13. Der Überschuß ais dem Zufluß des Frsschgases wird durch das OberschußveiiiiS 31 in die Abgassammeiieitung 32 abgeführt

Das Umsrfialtvtr-i.il 30 ist als 3-Wege-Ventil ausgebildet und iss für das IwibgeschloFsene System geschaltet Das Oberschußventil"?! hat einen geringeren Öffnungsdruck aJs das Ein-Vcr'il 19. Dadurch wird sichergestellt daß das kontinuierlich zufließende Frischgas den Atembeutel 20 auffüllt und nach Füllung Ober das Überschußventil 31 abbläst und nicht über das Ein-Ventil Winden Kreislauf eintritt

Bei einem Ausfall der Frischgaszufuhr öffnet sich das vom Frischgasdruck geschlossene Umluftsteuerventi! 33. BeatmungsbaJg 13 und Atembeutel 20 füllen sich dann über das Bakterisr,filter 34. Umluftsteuerventil 33 und Rückschlagventil 35 mit tjift aus der Umgebungsatmosphäre.

An den Einatemzweig 43 ist über die bakterizide Verzögerungsstrecke 36 und das Magnetventil 37 der mit der Steuereinheit 4 verbundene Druckgeber 38 angeschlossen. Er Feitet der Steuereinheit 4 ein Signal über den herrschenden Beatmungsdruck zu. Bei spontanen HusteireioOeß oder Einatnsmgsbemuhungen des Patienten schaltet das Signal die Steuereinheit 4 auf die entsprechende Atesiphase, Das federbelastete Rückschlagventil 15 sorgt dafür, daß bereits geringe Impulse des Patienten sich auf den Druckgeber 38 auswirken- Auf Ansteuerung durch die Steuereinheit 4 trennt das Magnetventil 37 alle 2 Minuten die Verbindung vom Druckgeber 38 zur Verzögerungsstrecke 36 und öffnet ihn zur Umgebungsatmosphäre. Der dann festgestellte Nullwert wird als Kalibrierwert in der Steuereinheit 4 berücksichtigt.

b) »Manuell«

In der Betriebsart »Manuell« ist das Steuerventil 21 und damit der Bypaß 42 geöffnet Die Inspiration wird durch manuellen Drück auf den Atembeutel 20 eingeleitet Der entstehende Druck gelangt ,an das Servoventil 39 und schließt dieses. Der Druck über Auslaß 6 steht dann über das Rückschlagventil 40 zur Steuerung der Veßtüe 2? und 23 sn. Durch die Servowifkung «iüer Ja» S?. wentii 59 reicht bereits ein geringer Druck aus Atembeutel 2ö für einen Verschuß des Exspirationsventile 22 aus. Unter weiterem Druck auf den Atembeutel 20 gelangt der Gasinhalt über das Ein-Ventil 19. das im Bypaß 42 liegende Steuerventil 21, den Sauerstoffsensor 16 und den COr-Absorber 17 in die Lunge 18. Das Rückschlagventil 27 verhindert ein Entleeren des Atembeutels 20 über das schon bei geringem Druck öffnsnde Überschußventil 31. Das einstellbare Entlastungsventil 41 verhindert übermäßige Drucke in der Lunge 18. Das Atemgas fließt dann Ober die Abgassammeiieitung 32 ab. De- koniinmeriieh fließende Frischgaszustrcm bus Anschluß 3 wird während der Inspiration ubtt das Überschußventil 31 in die Abgassammeiieitung 32 ableitet.

Die Inspiration wird durch Entlasten des Atembeutels 29 eingeleitet fjbz: £l_ Servoventil 39 erfolgt die Öffnung des Exspärationsyentils 22. Das Aasatemgas aus der Lunge 18 fließ* über die Volamer.meßvorrichtung 28. das Rückschlagventil 29, das ßxspirationsventil 22, das Umschaltventil 30 sind *αα dort ab mit dem zufließenden Frischgas zusammen über das Rückschlagventil 27 in den Atembeutel 20. Der Überschuß, entstanden aus dem Zufluß ües Friscbgases, wiridurch das Überschußveiiii! ^l abgeführt Dis Beatmungs^rükke werden über den Druckaufnehmer 38 festgestellt

c) »Spontanatmung«

In der Schaltung »Manuell« ist auch die Spontanatmung möglich. Die Umwälzung des Atenigases erfolgt durch die Lungenkraft des Patienten. Dies ist möglich, weil ohne Druck auf den Atembeutel 20 das Exspirationsventil 22 ständig auf Ausatmung eingestellt ist

B Halboffenes System

Durch Drehen des Umschaltventils 30 gegenüber der dargestellten Lage um 90° im Uhrzeigersinn erfoigi der Übergang auf das halboffene System. Die Versorgung mit Frischgas erfolgt auf den beschriebenen Wegen aus dem Anschluß 3. und zwar sowohl im automatischen als auch im manuellen und spontanen BeUieb. Das Ausatemgas wird jedoch über das Umschaltventil 30 nicht im Kreislauf weitergeführt, sondern in die Abgassammeiieitung 32 eingeisitet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

29 45 4f Patentansprüche:

1. Narkosebeatmungssysteni mit automatischer und manueller Beatmung im über ein Umschaltventil vorwählbaren halbgeschlossenen oder halboffenen Betrieb, mit einem Beatmungsbalg in einer Druckkammer für den automatischen und einem Atembeutel für den manuellen Betieb, wobei im halbgeschJossenen System zur automatischen Beatmung das Atemgas angetrieben vom Beatmungsbalg durch den Einatemzweig zur Inspiration in die Lunge geführt und bei der Exspiration über den Ausaiemzweig mit Exspirationsventil und Umschaltventil an dem angeschlossenen Atembeutel, der sich auffüllt, 1«· vorbei zum Beatmungsbalg zurück gefördert wird und im halboffenen Betrieb bei der automatischen und manuellen Beatmung bei gleichem Jnspirationsweg das Atemgas bei der Expiration über das Exspirations- und das entsprechend geschaltete Umschaltvci til aus dem System abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur manuellen Beatmung das Atemgas durch Druck auf den Atembeutel (20) über einen Bypaß (42) an dem Beatmungsbalg (13) vorbei in die Lunge (18) gefördert wird, und daS die Abführung des Atemgases im halboffenen System in eine Abgassammelleitung erfolgt

2. Narkosebeatmungssy stern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnt, daß das pneumatische Exspirationsventil (22) im automatischen Betrieb von der zentralen Steuereinheit (4) und im manuellen Betrieb durch den Druck im Atembeutel (20) über ein Servoventil (39) betätigt wird.

3. Narkosebeatmungssystei.. nach Anspruch 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Expirationsventil (22) mit seiner Steuerkammer mit einer einstellbaren PEEP- und Seufzer-Steuerung (24) verbunden ist.

4. Narkosebeatmungssystem nach Anspruch 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Frischgasausfall ein Umluftsteuerventil (33) den Weg für die Umgebungsatmosphäre über ein Bakterienfilter (34) und ein Rückschlagventil (35) zum Atembeutel (20) ircigiuu

5. Narkosebea'mungssystem nach Anspruch 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckgeber (38) am Einatemzweig (43) dessen herrschenden Druck mißt und periodisch zwecks Kalibrierung zur Umgebungsatmosphäre geöffnet wird.

6. Narkossbeatmungssystem nach Ansprach 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierlich fließende Frischgas den Atembeutel (20) aufbläst und die Überschußmenge über ein Überschußventil (31), das einen geringeren öffnungsdruck besitzt als