DE3329604C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät für die Narkosebe­ atmung mit automatischer und manueller Beatmung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Beatmungsgerät geht aus der DE 29 45 472 A1 hervor.

Der elektronisch arbeitende Steuerteil ist mit Einrichtungen der Antriebsgasver­ sorgung und Atemgasbereitstellung sowie mit peripheren Funktions­ gruppen für Volumenkonstanz, Anästhesiebeatmungswahl und PEEP- Funktion zu einer Steuerung zusammengefaßt, deren Verbindungen untereinander und mit dem Beatmunssystem lösbar sind.

Es sind bereits Narkosebeatmungsgeräte bzw. Narkosebeatmungs­ systeme bekannt, bei denen die Umschaltung von automatischer auf manuelle Beatmung mittels einer Schaltmechanik erfolgt (DE-OS 25 54 674). Die verwendeten Speicher- und Antriebselemente sind für die Betriebsart "Automatik" ein Balg und für die Betriebs­ art "Hand" ein Atembeutel. Von diesen strömt während einer Inspirationsphase das Atemgas über einen CO₂-Absorber und ein Einatemventil zum Patienten. Die Ausatmung hingegen erfolgt über ein Ausatemventil zurück in das Speicher- und Antriebselement. Die dabei verbrauchte Atemgasmenge wird ersetzt durch Frischgas, das dem System im Einatemzweig zwischen CO₂-Absorber und Ein­ atemventil zuströmt. Der dadurch im System entstehende Atemgasüber­ schuß wird bei Automatikbetrieb durch ein während der Ausatmung offen besteuertes Membranventil und bei Handbetrieb durch ein federbelastetes Überdruckventil abgeführt.

Dies Geräte ermöglichen nur einen begrenzten Einsatz und sind für eine wahlweise Zuordnung an beliebige Narkosekreissysteme nicht geeignet. Diesen Mangel vermeidet ein Narkosebeatmungs­ system, das für halbgeschlossene und halboffene Systeme bestimmt ist und das sowohl eine automatische als auch manuelle und spontane Bedienung ermöglicht (DE-OS 29 45 485). Auch bei ihm wird ein Beatmungsbalg in einer Druckkammer für den automatischen Betrieb und ein Atembeutel für den manuellen Betrieb verwendet. Sein Aufbau ist derart, daß bei automatischer Beatmung im halb­ geschlossenen System das vom Beatmungsbalg angetriebene Atemgas durch den Einatemzweig zur Inspiration in die Lunge geführt und bei der Exspiration das Atemgas über den Ausatemzweig mit Ex­ spirationsventil und Umschaltventil zunächst zum Atembeutel und nach dessen Auffüllung zum Beatmungsbalg zurück gefördert wird. Bei manueller Beatmung wird das Atemgas durch Druck auf den Atembeutel über einen Bypass an dem Beatmungsbalg vorbei in die Lunge gefördert und bei der Exspiration über das Umschaltventil in den Atembeutel zurückbewegt. Das halboffene System wird durch eine Verstellung des Umschaltventils erreicht, so daß sowohl im automatischen als auch im manuellen Betrieb bei gleichem In­ spirationsweg das Atemgas bei der Exspiration über das Exspira­ tionsventil und das entsprechend verdrehte Umschaltventil in eine Abgassammelleitung geführt wird.

Unabhängig davon, ob eine Wiederverwendung des Ausatemgases an­ gestrebt oder der Patient immer frisches Atemgas bzw. Narkosegas erhält, wirdauch bei diesen beiden Gasführungssystemen die Frischgaseinströmung immer größer als der Gasverbrauch des Pa­ tienten sein, so daß der Überschuß aus dem Zufluß des Frisch­ gases über das Überschußventil abzublasen ist.

Das zur Erreichung der Volumenkonstanz gesteuerte Abströmen des Überschußgases während der Exspirationsphase wird jedoch über steuertechnische Verknüpfungen erreicht, die ein großes inneres Volumen des Narkosebeatmungssystems begründen, das bei unter­ schiedlicher Anwendung Sonderkonstruktionen notwendig macht. Abgesehen vom Fehlen einer entsprechenden Überwachungstechnik realisiert zwar die vorgestellte Konstruktion die angestrebte Zielstellung, jedoch ist mit ihr und ähnlich entwickelten Narkose- Beatmunssystemen mit pneumatischer Steuerung (DE-OS 27 45 308, US-PS 41 88 946) eine allgemeingültige und optimale Lösung noch nicht gefunden.

Das trifft auch für ein weiteres Narkose-Beatmunssystem mit pneumatischer Steuerung und Einrichtungen zu, mit denen ebenfalls nach Umschaltung sowohl eine automatisch gesteuerte Beatmung über einen in einem Gehäuse von außen druckbeaufschlagten und in seiner freien Länge verstellbaren Balg im Kreislauf als auch mittels eines Handbeutels eine Beatmung von Hand möglich ist (DE-OS 29 45 472). Dieses Narkose-Beatmungssystem zeigt jedoch gegenüber den vorher genannten Systemen erhebliche Vorteile. Das betrifft die prinzipielle Verbindung über eine Steuerleitung zur Steuerung und das prinzipielle Umschalten von automatisch ge­ steuerter Beatmung auf Handbeatmung. Zu diesem Zweck ist ein Um­ schaltventil mit einem Anschluß zum Patientensystem und einem Anschluß zum Handbeutel sowie einem von diesen durch gegenüber­ liegende gekoppelte Membranventile getrennten Anschluß über die Steuerleitung, die Teile des Beatmungsgerätes mit dem Kreis­ system für die Narkose-Beatmungsgasführung verbindet und über einen Schalter an die pneumatische Steuerung angeschlossen. Von Nachteil ist allerdings auch bei ihm, daß keine Druckausgleichs­ funktion vorhanden ist, so daß dadurch keine volumenkonstante Beatmung zustande kommt.

Die Erfindung stellt sich ausgehend von einem Beatmungsgerät der eingangs genannten Art die Aufgabe,

• - eine Volumenkonstanz durch Druckausgleichsfunktion, und zwar durch gesteuertes Abströmen der Überschußgase während der Ex­ spirationsphase bei Blockade des traditionellen Überschuß­ ventils im Kreislauf während der Inspirationsphase durch eine Funktionsgruppe zu sichern und
• - durch Wandlung elektrisch digitaler Steuersignale in pneumatisch leistungsverstärkte Stellgrößen eine Baugruppenschaltung anzu­ streben, die relativ klein, leicht, geräuscharm und kaum stör­ anfällig ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst dadurch, daß die mit einer Steuerung für Frequenz und Atemzeitverhältnisse ausgestattete Schaltung des Beatmungsgerätes mit einer Umschalteinheit ver­ sehen ist, die aus einem Umschaltventil mit Handbeatmungsbeutel und einem Ausatemventil mit PEEP-Ventil besteht, von denen der Steuersignaleingang S des Umschaltventils mit einem ersten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer und der Steuersignaleingang S des Ausatemventils mit einem zweiten binären Gleichspannungs- Druckumsetzer in Verbindung steht, der seinerseits über ein ODER-Gatter mit einer Abschaltverzögerung und über diese und ein UND-Gatter auslaßseitig mit der Steuerung und mit einem für Mehrfachfunktionen ausgelegten Schalter, sowie ein weiteres ODER- Gatter verbunden ist, dessen Ausgang einmal an den ersten binären Gleich­ spannungs-Druckumsetzer und zum anderen über ein weiteres UND-Gatter ein­ laßseitig an die Steuerung angeschlossen ist und daß mit der Umschalteinheit über das Beatmungssystem eine weitere Verbindung zu einem Atemgasan­ schluß und ein Gasstromventil hergestellt ist, dessen Steuersignal­ eingang S auslaßseitig mit einem dritten binären Gleichspannungs- Druckumsetzer in Verbindung steht, der einlaßseitig über ein Speicherelement eine Verbindung zur Steuerung aufweist.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungs­ gerätes sieht auch einen vereinfachten Aufbau der Schaltung vor, die eine Kombination von Funktionsgruppen für volumenkonstante Beatmung, für druckkonstante Beatmung, für Handbeatmung und für Spontanatmung ist. Die Schaltung kann in einem ersten Teil darin bestehen, daß die mit Elektroenergie versorgte und in Reihe mit einem ersten Schaltteil des Schalters, einem Spannungswandler, einem Frequenzteiler und dem einen UND-Gatter geschaltete Steuerung einerseits über Signalleitungen mit einem zum Geräteausgang ge­ führten, mit dem dritten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer, über diesen mit einem Gasstromventil und über dieses mit einem Abströmventil sowie dem ODER-Gatter in Verbindung stehenden Speicherelement verbunden ist, andererseits mit der einen Signal­ leitung eine Verbindung zu einem weiteren UND-Gatter aufweist, das einlaßseitig über eine Signalleitung an eine vom Ausgang des Spannungswandlers zum erstgenannten UND-Gatter geführte, aus einer Siebstufe, einem zweiten Schaltteil des Schalters und dem ODER-Gatter bestehende Funktionsgruppe und auslaßseitig an die Abschaltverzögerung angeschlossen ist, die mit ihrem inversen Ausgang zusammen mit dem inversen Ausgang eines NOR-Gatters, dessen einer Eingang mit der letztgenannten Signalleitung und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Speicherelementes und dem mit diesem verknüpften ODER-Gatter verbunden ist, zu einem zweiten Geräteausgang geführt ist.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch in einem zweite Teil der Schaltungsanordnung, in dem ein einlaßseitig mit dem dritten Gleichspannungs-Druckumsetzer verbundenes und über eine Antriebsgasaufbereitung mit einem Antriebsgasanschluß verbundene UND-Gatter in Reihe mit einer Dosiereinrichtung und einem Injektor geschaltet ist, dessen Ausgang an das Gasstrom­ ventil, an ein Überdruckbegrenzungsventil und an ein Unterdruck­ begrenzungsventil sowie an das Beatmungssystem angeschlossen ist.

Gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, das zweite Schaltteil des Schalters mit den Eingängen eines ODER-Gatters zu verbinden, dessen einer Eingang noch mit dem einen ODER-Gatter und dessen Ausgang mit dem anderen ODER-Gatter verbunden ist.

Um eine steuertechnische Verknüpfung so zu lösen, daß bei Ausfall pneumatischer Energie elektrisch und bei Ausfall elektrischer Energie pneumatisch gewarnt wird, werden Merkmale, die insbesondere auf die bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Energieausfallwarnung zu beziehen sind und doch die Schaltungsanordnung in ihrer Gesamtheit betreffen, in einem weiteren Unteranspruch angegeben. Sie be­ stehen darin, daß der Ausgang der Siebstufe mit einem vierten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer und ein Inhibitor mit einer pneumatischen Alarmeinrichtung sowie über ein NAND-Gatter mit einer elektrischen Alarmeinrichtung und der Ausgang der Antriebs­ gasaufbereitung über den Inhibitor mit der pneumatischen Alarm­ einrichtung sowie einen binären Druck-Spannungsumsetzer und das NAND-Gatter mit der elektrischen Alarmeinrichtung verbunden ist.

Die Verbindungen der Funktionsgruppen sind selbstverständlich über lösbare Verbindungen bekannter Ausführung hergestellt. Wei­ tere Vorteile der Erfindung, ebenso noch weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung des folgenden Ausführungsbeispiels.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Be­ zug auf die Figuren der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt darin

Fig. 1 eine Schaltung mit pneumatisch-elektronischem und elektro­ nisch-pneumatischem Schaltungsaufbau und mit einer Um­ schalteinheit für Narkosebeatmungssysteme und

Fig. 2 die Umschalteinheit in schematischer Darstellung.

Das Beatmungsgerät nach der Erfindung ist mit einem aus einem Balg und einem Gehäuse bestehenden Beatmungssystem 1 für den automatischen Betrieb und mit einem Handbeatmungsbeutel 2 für den manuellen Betrieb versehen. Diese sind Bestandteile einer in Fig. 1 dargeselten Schaltung, die außerdem eine Steuerung 3 für Frequenz und Atemzeitverhältnis und eine Umschalteinheit 4 auf­ weist. Letztere ist über einen ersten binären Gleichspannungs- Druckumsetzer 5 und einen zweiten binären Gleichspannungs-Druck­ umsetzer 6 sowie eine Abschaltverzögerung 7 mit einem für Mehr­ fachfunktionen ausgelegten Schalter 8 verbunden. Die Umschaltein­ heit 4 ist außerdem über einen dritten binären Gleichspannungs- Druckumsetzer 9 mit dem Beatmungssystem 1 verbunden und an den Atemgasanschluß 10 eines mit einem Überschußgasventil versehenen Narkosekreislaufteil (nicht gezeichnet) angeschlossen. Die Um­ schalteinheit 4 selbst besteht aus einem Umschaltventil 11 mit dem ihm zugeordneten Handbeatmungsbeutel 2 und einem Ausatemventil 12 mit einem ihm zugeordneten PEEP-Ventil 13. Von diesem ist der Steuersignaleingang S des Umschaltventils 11 mit dem ersten Gleich­ spannungs-Druckumsetzer 5 und der Steuersignaleingang S des Aus­ atemventils 12 mit dem zweiten Gleichspannungs-Druckumsetzer 6 verbunden. Dieser ist über ein ODER-Gatter 14 mit der Abschalt­ verzögerung 7 signalverknüpft.

Die Schaltung stellt einen Kombinationsaufbau von Funktionsgruppen für volumenkonstante Beatmung, für druckkonstante Beatmung, für Handbeatmung und für Spontanatmung dar. Ihr erster Teil bildet die mit Elektroenergie 15 versorgte und in Reihe mit einem ersten Schalt­ teil des Schalters 8, einem Spannungswandler 16, einem Frequenz­ teiler 17 und einem weiteren UND-Gatter 18 geschaltete Steuerung 3, die einerseits über Signalleitungen 19, 20 mit einem zum Geräteaus­ gang 21 geführten, mit dem dritten Gleichspannungs-Druckumsetzer 9, über diesen mit einem Gasstromventil 22 und über dieses mit einem Abströmventil 23 sowie dem ODER-Gatter 14 verbundenen Speicherelement 24 verbunden ist. Andererseits ist die Steuerung 3 über die Signalleitung 20 mit einem UND-Gatter 25 verbunden, das einlaßseitig über eine Signalleitung 26 an eine vom Ausgang des Spannungswandlers 16 zum weiteren UND-Gatter 18 geführte, aus einer Siebstufe 27, einem zweiten Schaltteil des Schalters 8 und einem weiteren ODER-Gatter 28 bestehende Funktionsgruppe und auslaßseitig an die Abschaltverzögerung 7 angeschlossen ist. Der inverse Ausgang dieser Abschaltverzögerung 7 ist zusammen mit dem inversen Aus­ gang eines NOR-Gatters 29, dessen einer Eingang mit der Signal­ leitung 26 und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Speicher­ elementes 24 und dem ODER-Gatter 14 verbunden ist, zum Ausgang 30 geführt.

Ein zweiter Teil der Schaltungsanordnung besitzt ein zusätzliches UND-Gatter 31, das einlaßseitig mit dem dritten Gleichspannungs-Druckum­ setzer 9 verbunden und über eine Antriebsgasaufbereitung 32 mit einem Antriebsgasanschluß 33 verbunden in Reihe mit einer Dosier­ einrichtung 34 und einem Injektor 35 geschaltet ist. Der Ausgang des Injektors 35 ist an das Gasstromventil 22, an ein Überdruck­ begrenzungsventil 36 und an ein Unterdruckbegrenzungsventil 37 sowie an das Beatmungssystem 1 angeschlossen.

Das eine Schaltteil des Schalters 8 weist Verbindungen zu den beiden Eingängen eines zusätzlichen, in der Schaltung integrierten ODER-Gatters 38, dessen einer Eingang noch mit dem weiteren ODER-Gatter 28 und dessen Ausgang mit dem ODER-Gatter 14 verbunden ist. Die Energieausfallwarnung nach der Erfindung ist so vorzüglich in die Schaltung bzw. deren logische Funktionsgruppen einge­ bunden, daß bei Ausfall elektrischer Energie pneumatisch gewarnt und bei Ausfall pneumatischer Energie elektrisch gewarnt wird. Dies wird erreicht, indem der Ausgang der Siebstufe 27 über einen weiteren binären Gleichspannungs-Druckumsetzer 39 und ein Inhibitor 40 mit einer pneumatischen Alarmeinrichtung 41 sowie über ein NAND-Gatter 42 mit einer elektrischen Alarmeinrichtung 43 und der Ausgang der Antriebsgasaufbereitung 32 über den Inhibitor 40 mit der pneumatischen Alarmeinrichtung 41 sowie über einen binären Druck-Spannungsumsetzer 44 und das NAND-Gatter 42 mit der elektrischen Alarmeinrichtung 43 verbunden ist.

In Fig. 1 sind noch eine Signalleitung und eine Gasdruckleitung mit den Bezugszahlen 45, 46 gekennzeichnet, deren erste den In­ jektor 35 mit dem Gasstromventil 22 und deren zweite den ersten Gleichspannungs-Druckumsetzer 5 mit dem Umschaltventil 11 ver­ bindet. Außerdem führt vom Balg des Beatmungssystems 1 zu diesem Umschaltventil 11 eine Atemgasleitung 47, durch die Atemgas fließt.

Die in Fig. 2 dargestellte Umschalteinheit 4 veranschaulicht die aus dem Umschaltventil 11, dem Handbeatmungsbeutel 2, dem Aus­ atemventil 12 und dem PEEP-Ventil 13 aufgebaute Funktionsgruppe und deren Zuschaltung an die Atemgasleitung 47 bzw. an den Atem­ gasanschluß 10.

Die bedeutenden Vorteile der Erfindung sind nicht nur aus der Schaltung und deren kombinierten Funktionsgruppen erkennbar, son­ dern werden besonders durch den nun folgenden Wirkungsverlauf sichtbar.

Gemäß Fig. 1 wird das Beatmungsgerät mit Elektroenergie 15 ver­ sorgt, sobald das erste Schaltteil des Schalters 8 auf "Ein" ge­ schaltet ist. Ist dann der zweite Schaltteil des Schalters 8 in die zweite von vier Schaltstellungen geschaltet, wird das Be­ atmungsgerät zur volumenkonstanten Beatmung in Betrieb genommen. Bei dieser Schaltstellung laufen über das weitere ODER-Gatter 28 und das weitere UND-Gatter 18 netzsynchrone Impulse aus dem Spannungswandler 16 über den Frequenzteiler 17 in die Steuerung 3, welche damit die Einstellung verschiedener Frequenzen und Atemzeitverhältnisse ermöglicht. Der über die Signalleitung 19 zum Steuersignalein­ gang S des Speicherelementes 24 geführte Impuls bewirkt ein Aus­ gangssignal, das vom Speicherelement 24 zum Gleichspannungs- Druckumsetzer 9, zum ODER-Gatter 14, zum Geräteausgang 21 und zum NOR-Gatter 29 geführt wird. Gleichzeitig erfolgt über die Signalleitung 26 eine Versorgung des UND-Gatters 25 und des NOR- Gatters 29 mit Betriebsspannung, welche letzteres sperrt. Auf­ grund des anliegenden Signals am Gleichspannungs-Druckumsetzer 9 gibt dieser ein pneumatisches Signal an das UND-Gatter 31 und das Gasstromventil 22 ab, welches geschlossen wird.

Das vom Antriebsgasanschluß 33 in die Antriebsgasaufbereitung 32 und schließlich zum zusätzlichen UND-Gatter 31 strömende Druckgas fließt bei anliegendem Signal vom Gleichspannungs-Druckumsetzer 9 über die Dosiereinrichtung 34 zum Injektor 35 und von diesem aus über die Gasdruckleitung 45in die Gehäusekammer 48 des Beatmungssystems 1, wodurch der darin befindliche Balg zusammengedrückt wird und daß in ihm enthaltene Atemgas über die Atemgasleitung 47 zum Um­ schaltventil 11 strömt. Infolge des vom ODER-Gatter 28 am Gleich­ spannungs-Druckumsetzer 5 wirkenden Signals erfolgt über die Signalleitung 46 ein Impuls, der das Umschaltventil 11 in Offen­ stellung bringt. Ebenfalls wird durch die Signalwirkung des ODER- Gatters 14 und die dadurch bewirkte Druckschaltung des Gleich­ spannungs-Druckumsetzers 6 das Ausatemventil 12 geöffnet, so daß das Atemgas über das Umschaltventil 11, das Ausatemventil 12 und den Atemgasanschluß 10 das periphere Kreislaufteil (nicht gezeichnet) und über dieses den Patienten erreicht.

Mit Beginn der sich anschließenden Exspirationsphase wird durch die Steuerung 1 über die Signalleitung 20 das Speicherelement 24 zurückgesetzt, also gesperrt und gleichzeitig über das UND-Gatter 25 die Abschaltverzögerung 7 zugeschaltet. Diese Zuschaltung sorgt dafür, daß die Signalbelegung am Ausatemventil 12 vorerst noch erhalten bleibt. Da aber das Speicherelement 24 sperrt, fällt schließlich der Gleichspannungs-Druckumsetzer 9 ab, was ein Ver­ schließen des zusätzlichen UND-Gatters 31 und damit eine Beendigung der An­ triebsgaszufuhr zum Beatmungssystem 1 zur Folge hat. Außerdem wird das Gasstromventil 22 in Offenstellung gebracht, so daß eine Entlüftung des Beatmungsystems 1, und zwar in Abhängigkeit vom Abströmventil 23 möglich wird. Durch diesen hier dargestellten Schaltprozeß wird erreicht, daß das Atemgas während der verzögerten Abschaltzeit an der Abschaltverzögerung 7 vom Kreislaufteil über den Atemgasanschluß 10, das Ausatemventil 12, das Umschaltventil 11 und über die Atemgasleitung 47 in den Balg des Beatmungssystems 1 zurückgeführt werden kann. Nach Ablauf der eingestellten Zeit an der Abschaltverzögerung 7 wird das ODER-Gatter 14 gesperrt, der Gleichspannungs-Druckumsetzer 6 fällt ab, das Ausatemventil 12 wird umgeschaltet und das Überschußgas kann über das PEEP- Ventil 13 in die Atmosphäre entweichen. Das Überdruckbegrenzungs­ ventil 36 und das Unterdruckbegrenzungsventil 37 arbeiten dabei als Sicherheitsventile für den Atemdruckbereich.

Ist der zweite Schaltteil des Schalters 8 in die dritte Schalt­ stellung geschaltet, wird in Verbindung mit dem oben beschrie­ benen Kreissystem eine druckkonstante Beatmung realisiert. Die Arbeitsweise der gesamten Schaltungsanordnung unterscheidet sich gegenüber der volumenkonstanten Beatmung dadurch, daß die Signal­ leitung 26 spannungslos und folglich die Abschaltverzögerung 7 außer Funktion gesetzt ist. Die Signalbelegung des zusätzlichen ODER-Gatters 38 hingegen nimmt Einfluß auf das ODER-Gatter 14, welches schließlich den Gleichspannungs-Druckumsetzer 6 durchschaltet, so daß das Ausatemventil 12 die Verbindung zur Atmosphäre über das PEEP-Ventil 13 sperrt. Dadurch wird während der Inspirations­ phase das Abströmen des Überschußgases aus dem Atemkreislauf in Abhängigkeit von der Einstellung des Abströmventils 23 realisiert. Eine Umschaltung des Ausatemventils 12 kann bei druckkonstanter Beatmung nicht über das ODER-Gatter 14 bzw. durch Signalgabe an den Gleichspannungs-Druckumsetzer 6 erfolgen, da wie gesagt die Abschaltverzögerung 7 ohne Funktion ist und außerdem am zusätzlichen ODER- Gatter 38 ständiges Signal anliegt.

Wird schließlich der zweite Schaltteil des Schalters 8 in die vierte Schaltstellung geschaltet, ist auch die Steuerung 3 ohne Elektroenergie 15 und damit nicht mehr arbeitsfähig. Damit sind zwar die Gleichspannungs-Druckumsetzer 9, 5 abgeschaltet, doch über das Umschaltventil 11 ist eine Verbindung vom Handbeatmungs­ beutel 2 über das Ausatemventil 12 hergestellt. Das vom Gleich­ spannungs-Druckumsetzer 6 mit Signal versorgte Ausatemventil 12 sperrt einerseits den Anschluß zum PEEP-Ventil 13, andererseits wird eine Verbindung zum Atemgasanschluß 10 hergestellt. Da gleichzeitig der Zugang vom Umschaltventil 11 über die Atemgas­ leitung 47 zum Beatmungssystem 1 verschlossen ist, kann mit Hilfe des Handbeatmungsbalges 2 eine Beatmung des Patienten durch­ geführt werden.

Die letzte Schaltstellung des zweiten Schaltteiles des Schalters 8 bewirkt, daß das gesamte Beatmungsgerät spannungslos ist, d. h., die Gleichspannungs-Druckumsetzer 9, 5 und 6 sind außer Betrieb und die Ventile 11 und 12 befinden sich in 0-Stellung. Jetzt ist es dem Patienten möglich, über das Ausatemventil 12 und das PEEP- Ventil 13 spontan zu atmen.

Bei dieser Schaltstellung und auch in der zweiten und dritten Schaltstellung des zweiten Schaltteiles des Schalters 8 wird über die Siebstufe 27 eine Betriebsspannung über das NAND-Gatter 42 zur elektrischen Alarmeinrichtung 43 sowie zum Gleichspannungs- Druckumsetzer 39 geführt. So lange der Antriebsgadruck von der Antriebsgasaufbereitung 32 am Druck-Spannungsumsetzer 44 anliegt, bleibt das NAND-Gatter 42 gesperrt. Fällt jedoch der Antriebsgas­ druck, fällt auch der Druck-Spannungsumetzer 44 ab, so daß das NAND-Gatter 42 durchschaltet und die Alarmeinrichtung 43 den An­ triebsgasausfall warnt.

Liegt ein Elektroenergieausfall vor, fällt der Gleichspannungs- Druckumsetzer 39 ab, und über den invertierten Eingang des In­ hibitors 40, der seinerseits mit einem zweiten Eingang invertierend mit dem Handschalter 8 mechanisch gekoppelt und mit seinem anderen Eingang direkt mit der Antriebsgasaufbereitung 32 verschaltet ist, wird an der pneumatischen Alarmeinrichtung 41 der Ausfall signali­ siert.

Über die Geräteausgänge 21 und 30 ist die Ansteuerung externer Zusatzgeräte möglich, wobei hier der besondere Vorteil gegeben ist, daß vom ersteren die Beatmungsfrequenz und das Atemzeitver­ hältnis abgreifbar sind sowie vom zweiten eine Überwachung der Funktion des Ausatemventils 12 in Abhängigkeit der vorgewählten Beatmungsart möglich gemacht wird, was bei anliegender Schalter­ stellung zwei und drei des Schalters 8 auch einbezieht die Kontrolle der effektiv wirkenden Exspirationszeiten.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Beatmungssystem
2 Handbeatmungsbeutel
3 Steuerung
4 Umschalteinheit
5 Gleichspannungs-Druckumsetzer (erster)
6 Gleichspannungs-Druckumsetzer (zweiter)
7 Abschaltverzögerung
8 Schalter
9 Gleichspannungs-Druckumsetzer (dritter)
10 Atemgasanschluß
11 Umschaltventil
12 Ausatemventil
13 PEEP-Ventil
14 ODER-Gatter
15 Elektroenergie (-versorgung)
16 Spannungswandler
17 Frequenzteiler
18 weiteres UND-Gatter
19 Signalleitung
20 Signalleitung
21 Geräteausgang
22 Gasstromventil
23 Abströmventil
24 Speicherelement
25 UND-Gatter
26 Signalleitung
27 Siebstufe
28 weiteres ODER-Gatter
29 NOR-Gatter
30 Ausgang
31 zusätzliches UND-Gatter
32 Antriebsgasaufbereitung
33 Antriebsgasanschluß
34 Dosiereinrichtung
35 Injektor
36 Überdruckbegrenzungsventil
37 Unterdruckbegrenzungsventil
38 zusätzliches ODER-Gatter
39 Gleichspannungs-Druckumsetzer
40 Inhibitor
41 Alarmeinrichtung, pneumatisch
42 NAND-Gatter
43 Alarmeinrichtung, elektrisch
44 Druck-Spannungsumsetzer
45 Gasdruckleitung
46 Signalleitung
47 Atemgasleitung
48 Kammer

Claims (6)

1. Beatmungsgerät für die Narkosebeatmung mit automatischer und manueller Beatmung, mit einem aus einem Balg und einem Gehäuse bestehenden Beatmungssystem für den automatischen Betrieb, einem Handbeatmungsbeutel für den manuellen Betrieb und einem Anschluß zu dem Beatmungssystem für das prinzipielle Umschalten vom automatischen auf Handbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Steuerung (3) für Frequenz und Atemzeitverhält­ nisse ausgestattete Schaltung des Beatmungsgerätes mit einer Umschalteinheit (4) versehen ist, die aus einem Umschaltventil (11) mit dem Handbeatmungsbeutel (2) und einem Ausatemventil (12) mit einem PEEP-Ventil (13) besteht, von denen der Steuer­ signaleingang S des Umschaltventils (11) mit einem ersten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer (5) und der Steuersignal­ eingang S des Ausatemventils (12) mit einem zweiten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer (6) in Verbindung steht, der seinerseits über ein ODER-Gatter (14) mit einer Abschaltver­ zögerung (7) und über diese und ein UND-Gatter (25) auslaß­ seitig mit der Steuerung (3) und mit einem für Mehr­ fachfunktionen ausgelegten Schalter (8) sowie ein weiteres ODER-Gatter (28) verbunden ist, dessen Ausgang einmal an den ersten binären Gleich­ spannungs-Druckumsetzer (5) und zum anderen über ein weiteres UND-Gatter (18) einlaßseitig an die Steuerung (3) angeschlossen ist und daß mit der Umschalteinheit (4) über das Beatmungssystem (1) eine weitere Verbindung zu enem Atemgasanschluß (10) und ein Gasstromventil (22) hergestellt ist, dessen Steuersignalein­ gang S auslaßseitig mit einem dritten binären Gleichspannungs- Druckumsetzer (9) in Verbindung steht, der einlaßseitig über ein Speicherelement (24) eine Verbindung zur Steuerung (3) auf­ weist.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaltung eine Kombination von Funktionsgruppen für volumen­ konstante Beatmung, für druckkonstante Beatmung für Handbeatmung und für Spontanatmung ist, die in einem ersten Teil darin be­ steht, daß die mit Elektroenergie (15) versorgte und in Reihe mit einem ersten Schaltteil des Schalters (8), einem Spannungs­ wandler (16), einem Frequenzteiler (17) und dem UND-Gatter (18) geschaltete Steuerung (3) einerseits über Signalleitungen (19, 20) mit einem zum Geräteausgang (21) geführten, mit dem dritten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer (9), über diesen mit dem Gas­ stromventil (22) und über dieses mit einem Abströmventil (23) sowie dem ODER-Gatter (14) in Verbindung stehenden Speicher­ element (24) verbunden ist, andererseits mit der Signalleitung (20) eine Verbindung zu dem UND-Gatter (25) aufweist, das ein­ laßseitig über eine Signalleitung (26) an eine vom Ausgang des Spannungswandlers (16) zum weiteren UND-Gatter (18) geführte, aus einer Siebstufe (27), einem zweiten Schaltteil des Schalters (8) und dem weiteren ODER-Gatter (28) bestehende Funktionsgruppe und auslaß­ seitig an die Abschaltverzögerung (7) angeschlossen ist, die mit ihrem inversen Ausgang zusammen mit dem inversen Ausgang eines NOR-Gatters (29), dessen einer Eingang mit der Signal­ leitung (26) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Speicherelementes (24) und dem ODER-Gatter (14) verbunden ist, zum Ausgang (30) geführt ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in einem zweiten Teil der Schaltungsanordnung ein einlaß­ seitig mit dem dritten binären Gleichspannungs-Druckumsetzer (9) verbundenes und über eine Antriebsgasaufbereitung (32) mit einem Antriebs­ gasanschluß (33) verbundenes zusätzliches UND-Gatter (31) in Reihe mit einer Dosiereinrichtung (34) und einem Injektor (35) geschaltet ist, dessen Ausgang an das Gasstromventil (22), an ein Überdruck­ begrenzungsventil (36) und an ein Unterdruckbegrenzungsventil (37) sowie an das Beatmungssystem (1) angeschlossen ist.

4. Beatmungssystem nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das zweite Schaltteil des Schalters 8 Verbindungen zu den beiden Eingängen eines zusätzlichen ODER-Gatters (38) aufweist, dessen einer Eingang noch mit dem weiteren ODER-Gatter (28) und dessen Ausgang mit dem ODER-Gatter (14) verbunden ist.

5. Beatmungsgerät nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang der Siebstufe (27) über einen weiteren binären Gleich­ spannungs-Druckumsetzer (39) und ein Inhibitor (40) mit einer pneumatischen Alarmeinrichtung (41) sowie über ein NAND- Gatter (42) mit einer elektrischen Alarmeinrichtung (43) und der Ausgang der Antriebsgasaufbereitung (32) über den Inhibitor (40) mit der pneumatischen Alarmeinrichtung (41) sowie über einen binären Druck-Spannungsumsetzer (44) und das NAND- Gatter (42) mit der elektrischen Alarmeinrichtung (43) ver­ bunden ist.

6. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindungen der Funktionsgruppen über lösbare Ver­ bindungen bekannter Ausführung hergestellt sind.