DE3416350A1

DE3416350A1 - Beatmungsgeraet

Info

Publication number: DE3416350A1
Application number: DE19843416350
Authority: DE
Inventors: Wallace F. Yorba Linda Calif. Cook jun.
Original assignee: Inspiron Corp
Current assignee: Inspiron Corp
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1984-05-03
Publication date: 1984-11-08
Also published as: GB2139099A; GB2139099B; JPH0126310B2; GB8411439D0; JPS6041975A; CA1220111A

Description

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PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · Ö 4<3ΟΟ fesSEN 1;_AM ^UHRSTEIN 1 ■ TEL.; (Ο2Ο1) 4126 Seite

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INSPIRON CORPORATION

8600 Archibald Avenue, Rancho Cucamonga, Kalifornien 91730, V.St.A.

Beatmungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wiederbelegungsgerat, insbesondere ein Beatmungsgerät.

Handbeatmungsgeräte unter Verwendung von sich selbst entfaltenden Beuteln sind im Stande der Technik bekannt. Solche Geräte werden häufig.während der kardio-pulmonalen Wiederbelebung verwendet und in der Regel als ^lfCPR" (cardio-pulmonary resuscitation) abgekürzt. Während eines solchen Vorgangs ist es notwendig, den Patienten mit großen Mengen von Luft oder Sauerstoff zu versorgen. Neben der Zwangsversorgung des Patienten mit Luft muß die Funktionsweise derartiger Geräte die Tatsache berücksichtigen, daß der Patient mit eigener Kraft Ein- und Ausatmen kann. Aus diesem Grunde bestehen Beatmungsbeutel gewöhnlich aus drei Grundkomponenten, nämlich einer Maske, einer besonderen Richtungssteuerungsventilanordnung und einem zusammendrückbaren Beutel oder Balg.

Die Maske dient dem Anschluß des Geräts an Nase und Mund des Patienten. Als solche besteht sie in typischer Ausführung aus einem weichen, faltbaren Material und ist ausreichend flexibel, damit sie sich einer großen Vielzahl von Gesichtskonturen anpassen läßt. Typischerweise muß jedoch der Körper der Maske ausreichend steif sein, damit eine ausreichende Kraft zur Herstellung einer Dichtung übertragen werden kann. ·

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Das der Maske benachbarte Richtungssteuerventil muß das Eindrücken von Luft in die Beatmungsorgane des Patienten und außerdem das Ausatmen des Patienten gestatten. Außerdem sollte das Ventil die Möglichkeit bieten, daß der Patient eine spontane Atmung durch Einsaugen von Luft durch den Beutel (ohne Zwangsbetätigung) und durch Ausatmen vornimmt.

Der Beutel dient zur äußeren Beatmung des Patienten, d. h. zum Einführen von Luft unter Druck. Derartige Beutel sind bekannt und weisen in der Regel ein Einweg-Kontrollventil an dem dem Regelventil entgegengesetzten Ende auf, um Luft nur in einer Richtung in den Beutel einströmen zu lassen. Generell sollten solche Beutel abgestimmt sein und vierzig Betriebszyklen pro Minute bei einer Äbgabemenge von mindestens 500 cm Luft pro Zyklus unter 100 cm Wasserdruck ermöglichen.

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Während alle oben diskutierten Gesichtspunkte im Stande der Technik Berücksichtigung finden, gab es bisher nur solche Wiederbelebungs- bzw. Beatmungsbeutel und -masken, die mit verschiedenen Problemen behaftet waren, einschließlich komplizierter Bauweise und/oder Betriebsweise, hohen Kosten o. dgl.. Diese Probleme und Nachteile belasteten das einschlägige Gebiet über eine lange Zeit. Beispiele bekannter Beutel und . Masken ergeben sich aus den US-PS'n 3 363 833; 4 037 595; 4 121 580; und 3 556 122. .

Die Erfindung befaßt sich mit diesen Problemen; ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsgerät mit einem Beutel und einer Ventilkonstruktion derart auszustatten, daß sowohl eine einfache Konstruktion als auch ein wirksamer Betrieb realisiert werden können.

Bei dem erfindungsgemäßen Beatmungsgerät ist ein Beatmungs-

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bzw. Druckbeutel mit einem ersten Richtungssteuerventilgehäuse versehen, das an einem ersten Ende des Beutels angebracht ist. Das erste Ventilgehäuse hat drei Mündungen, nämlich eine Beat-' mungsbeutelmündung, eine Patientenmündung und eine Ausatmungsmündung. Eine erste Ventileinrichtung' ist im ersten Ventilgehäuse angeordnet und dient der Steuerung der Strömung zu und von dem Patienten. Die erste Ventileinrichtung weist ein Einweg-Ventilteil, welches das Strömungsmittel (Luft) aus dem Beatmungsbeutel durch die Patientenmündung während der Inhalation oder der Zwangsbeatmung und durch die Ausatmungsmündung während der Ausatmung leitet, und einen Membranteil zum Schließen der Ausatmungsmündung während der Einatmung oder positiven Beatmung auf. Eine zweite Kontrollventileinrichtung ist an dem Beatmungsbeutel angebracht und dient zum Einleiten des Strömungsmediums (Luft) in den Beatmungsbeutel.

Die erste Ventileinrichtung ermöglicht also drei Operationen: ν (1 ) die positive bzw. Zwangsbeatmung; (2) die freie Ausatmung; und (3) die spontane Atmung durch den Beutel. Unabhängig davon, ob der Patient zwangsbeatmet ist oder selbst atmet, ermöglicht das erfindungsgemäße Gerät die Ausatmung.

Die Zwangsbeatmung beginnt mit dem Unterdrucksetzen des Beutels. Dadurch wird die erste Ventileinrichtung zum Schließen der Ausatmungsmündung veranlaßt. Bei Abschluß der Ausatmungsmündung wird Luft durch die Patientenmündung in den Patienten gedrückt. Die erste Ventileinrichtung bleibt solange in dieser Position, wie der Beuteldruck größer als der atmosphärische Druck ist. Wenn der Beuteldruck abfällt, verschiebt sich die erste Ventileinrichtung aufgrund des Lungendrucks des Patienten, wodurch der Ausatmungsdurchlaß für einen Ausatrrmngsluftstrom aus dem Patienten geöffnet wird. Der Patient kann nun frei durch die Ausatmungsmündung ausatmen.

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Ein freies Ausatmen wird dadurch erreicht, daß die ausgeatmete Luft durch die Ausatmungsmündung aus dem Beatmungsgerät entweicht. Auch dies wird durch die Ausbildung der ersten Ventileinrichtung erreicht. Diese Funktionsstellung wird solange aufrechterhalten, wie ein Ausatmungsdruck besteht.

Eine spontane bzw. Eigenatmung ist dadurch möglich, daß die erste Ventileinrichtung ein leichtes Einsaugen der Luft durch den Patienten aus dem Beutel durch die Patientenmündung gestattet. Da die erste Ventileinrichtung in deren statischer Position während der freien Inhalation die Ausatmungsmündung abschließt, inhaliert der Patient die im Beutel befindliche Luft..Auf diese Weise kann eine Kontrolle der dem Patienten zugeführten Luft erreicht werden. Diese Ventilkonfiguration wird solange aufrechterhalten, wie der Patient einatmet. Wenn ein Patient die Einatmung beendet und die Ausatmung beginnt, verschiebt sich das erste Ventil derart, daß eine freie Ausatmung möglich wird.

Im folgenden werden die Merkmale, Vorteile und die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Beatmungsgeräts anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Beatmungsgeräts mit dessen verschiedenen Komponenten;

Fig. 2 eine Schnittansicht mit weggebrochenen Teilen entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 zur Veranschaulichung der Funktionsweise der ersten Ventileinrichtung; und

Fig. 3 eine Teilschnittansicht unter Darstellung eines anderen Zustandes der ersten Ventileinrichtung.

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In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer den wesentlichen Bestandteil des Beatmungsgeräts bildenden Beutel-Masken-Anordnung 10 gezeigt. Die Anordnung 10 weist einen länglichen, generell flexiblen Beatmungsbeutel 12 auf, wie er im Prinzip im Stande der Technik bekannt ist. In typischer Ausführung besteht der Beutel 12 aus einem transparenten oder durchsichtigen Kunststoff und ist durch Handdruck deformierbar. Ein erstes Ende 14 des Beutels 12 bildet eine Gasauslaßöffnung und ein zweites Ende 16 eine Gaseinlaßöffnung. Ein erstes Ventilgehäuse 18 ist mit dem Beutel 12 nahe des ersten Endes 14 verbunden. Das Gehäuse weist einen oberen birnenförmigen Abschnitt und einen mit dem Beutel 12 verbundenen unteren Abschnitt auf. Ein zweites Ventilgehäuse 20 ist mit dem anderen Ende 16 des Beutels 12 verbunden. Eine Leitung 22 ist mit dem ersten Ventilgehäuse 18 verbunden und bildet einen Strömungsweg zwischen der Gesichtsmaske 24 und dem Beutel 12. Die Gesichtsmaske 24 ist herkömmlicher Ausbildung und wird im vorliegenden Zusammenhang nicht genauer beschrieben.

Verbunden mit dem zweiten Ventilgehäuse ist ein flexibler Schlauch oder eine Leitung 26, die ein Rohr 28 enthalten kann. Das Rohr 28 kann an eine externe Gasquelle zur Steuerung des dem Beutel 12 zugeführten Gases angeschlossen sein. Auf diese Weise können besondere Gase, z. B. ein angereichertes Sauerstoffgemisch o. dgl. dem' Patienten zugeführt werden, wie nachfolgend noch genauer beschrieben werden wird.

Im folgenden wird auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, aus denen zu erkennen ist, daß das Ventilgehäuse 18 eine erste Ventileinrichtung mit einer flexiblen Entenschnabelmembran 30 aufweist, die von einem Schnappring 34 in Stellung gehalten wird. Die Entenschnabelmembran 30 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem zentralen Entenschnabelabschnitt 30a, einem integralen, weitgehend flachen konzentrischen Dichtring-

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abschnitt 30b und einem gewölbten Auslenkabschnitt 32. Der Entenschnabelabschnitt 30a ist im Ventilgehäuse 18 derart angeordnet,'daß er vorzugsweise in eine erste Patientenmündung 3 6 hineinreicht. Etwa rechtwinklig zur Achse der Patientenmündung 36 ist ein Auslaßstutzen 38 angeordnet. Das Gehäuse 18 weist auch eine offene Mündung 3 9 auf, welche das erste Ende 14 des Beutels 12 umgibt. Die Mündungen 36 und 38 kommunizieren mit dem Beutel 12, während die Mündung 3 8 selektiv mit dem Patienten in Strömungsverbindung steht.

Das Ventilgehäuse 20 umschließt ein zweites Membranventil 40 und einen Membrankörper 42. Die Membran 4 0 und der Körper 42 bilden ein Einwegventil. Ventile dieser Art sind im Stande der Technik bekannt. Bei der Erfindung kann das Strömungsmedium (Luft) durch"Öffnungen 45 nur in der Richtung der Pfeile 100 in den Beutel strömen. Die Membran 4 0 ist vorzugsweise an einem zentral am Körper 42 angeordneten Vorsprung 44 montiert, wie ebenfalls im Stande der Technik bekannt ist. Eine Kappe 46 umschließt den Körper 42 und ist am Beutel 12 nahe dessen zweiten Ende 16 angeordnet. Die Kappe 46 hat einen Sauerstoffeinlaß 48, der einen raschen Zustrom des Sauerstoffs in den Beutel 12 gestattet, und eine Strömungssteueröffnung 52, die nachfolgend genauer beschrieben werden wird.

Im Betrieb der Anordnung 10 bewirkt der Innendruck des Beatmungsbeutels 12 bei dessen Zusammendrücken das Andrücken der Membran 40 an den Membrankörper 42, wodurch die Öffnungen 100 und das zweite Ende 16 des Beutels 12 geschlossen werden. Im Beutel 12 befindliches Gas wird daher durch den entenschnabelförmigen Ventilabschnitt 30a und die Mündung 36 in die Maske 24 gedrückt. Dies ist in Fig. 2 dargestellt. Um zu verhindern, daß das Strömungsmedium durch den Auslaß 3 8 abfließt, wenn das Strömungsmedium gegen die flexible Membran 30 drückt, wird letztere axial ausgelenkt und drückt nach oben gegen den rohr-

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förmigen Ansatz oder das Ende 36a der Mündung 36. Der allgemein flache, konzentrische Dichtring 30b legt sich gegen das Ende 36a. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bildet das Ende 36a einen konischen Sitz, um eine geeignete Abdichtung zum Ring 30b zu bewirken. Dadurch wird der Auslaß 38 für den aus dem Beutel 12 austretenden Luftstrom abgeschlossen. Die Wirkung des Zusammendrückens des Beatmungsbeutels 12, wobei ein Luftvolumen oder ein Volumen eines anderen Strömungsmediums einem Patienten zugeführt wird, wird generell als positive Beatmung bezeichnet. Gegebenenfalls kann die Leitung 28 mit einer Strömungsmittelquelle, z. B. einer Sauerstoffquelle o. dgl. verbunden werden, um ein sauerstoffreiches Gemisch zu liefern, das danach dem Patienten zugeführt werden kann.

Während des freien Ausatmens fließt Luft oder ein anderes Strömungsmedium vom Patienten durch die Leitung 22 in Richtung des Beutels 12. Der zugehörige Druck bewirkt, daß der entenschnabelförmige Ventilabschnitt 30a geschlossen wird und der Dichtringabschnitt 30b der flexiblen Membran 30 vom Ende 36a der Mündung 3 6 abrückt. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Auf diese Weise steht der Auslaß 38 jetzt mit der Mündung 36 in Verbindung, und die ausgeatmete Luft fließt durch den Auslaß 38 nach außen. Diese Ventilfunktion bleibt solange aufrechterhalten, wie Ausat'mungsdruck vorhanden ist.

Die erste Ventileinrichtung ermöglicht das freie Atmen des ■Patienten. Wenn der Patient ohne positive Unterstützung des Beutels 12 Luft ansaugt, bewirkt das hervorgerufene Vakuum, ' daß die Ventilmembran 30 sich gegen das Ende 36a der Mündung 36 legt und der Entenschnabelabschnitt 30a in der für die positive Beatmung beschriebenen Weise geöffnet wird. Der Unterdruck bewirkt auch, daß die Ventilmembran 40 geöffnet und Luft durch den Beutel 1.2 zum Patienten strömt. Sobald der Patient die Inhalation unterbricht und die Exhalation beginnt,

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bewegt sich die Membran 30 so, daß ein freies Ausatmen in der zuvor beschriebenen Weise möglich ist.

Wenn der Beatmungsbeutel 12 freigegeben wird, wird ein Unterdruck hervorgerufen, durch den der Entenschnabelabschnitt 3 0a geschlossen und gleichzeitig die Kontrollventilmembran 40
geöffnet wird. Dadurch kann Strömungsmittel in den Beatmungsbeutel 12 durch die Öffnungen 45 angesaugt werden. Während des Auffüllens des Beutels läßt die Ventilmembran 30 ein gleichzeitiges Ausatmen des Patienten zu.

Ein anderes besonderes Merkmal der Erfindung liegt in der
Verwendung und Anordnung eines scheibenförmigen Strömungsreglers 50, der eine Strömungssteueröffnung 52 definiert. Der
Regler 5 0 ist in einer abnehmbaren Kappe 4 6 angeordnet. Dadurch kann der Strömungsregler 50 vom Beutel 12 abgenommen
werden, sofern eine unbehinderte Strömung in den Beutel 12
erwünscht ist. Der Regler 50 ist so ausgebildet, daß er ein
mit dem Stande der Technik verbundenes Problem ausräumt, wenn Sauerstoff verwendet wird. Bei bekannten Beutelausführungen,
kann Sauerstoff in der Regel nicht schnell genug zugeführt
werden. Daher wird während des Wiederauffüllens des Beutels
eine unerwünscht hohe Menge von Luft in den Beutel angesaugt, wodurch der Sauerstoff unerwünscht stark verdünnt wird. Bei
der Erfindung wird Sauerstoff durch das Rohr 28 in den Beutel 12 geleitet. Während des Auffüllens des Beutels ist der Luftstrom durch die Regleröffnung 5 0 begrenzt, wodurch vergleichsweise mehr Sauerstoff in den Beutel 12 strömen kann. Außerdem fließt während anderer Funktionen des Beutels 12 Sauerstoff
aus dem Rohr 28 zurück durch die Öffnung 52 und füllt den
Schlauch 26. Während der Ansaugphase des Beutels wirkt daher
der Schlauch 26 als Reservoir zur Zuführung zusätzlichen Sauerstoffs in dem Beutel 12.

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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Verschluß des Endes 16 des Beutels 12 der Patient weiter in der Lage ist, Luft durch die Mündung 36 anzusaugen. Dies gelingt dadurch, daß während der Inhalation bei geschlossenem Ende 16 ein Vakuum im Beutel 12 gebildet wird, wodurch die Membran 30 und der Ring 30b in den Beutel 12 gezogen wird. Sobald der Ring 30b vom Ende 36b der Mündung 36 abrückt, kann das Strömungsmedium durch.den Auslaß 38 in das Gerät gesaugt und vom Patienten aufgenommen werden.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind verschiedene Abwandlun gen möglich. So kann beispielsweise die Membran 30 auch durch andere Dichtmittel als den Ring 34 in Stellung gehalten werden, z. B. durch Verkleben o. dgl.. Das Gehäuse 18 kann auch zweiteilig ausgebildet sein, um einerseits die Haltefunktion für die Membran 30 zu erfüllen und andererseits leicht auseinandergebaut und gereinigt werden zu können. Der Entenschna belabschnitt 30a kann auch durch ein Klappenventil ersetzt werden, das mit dem Abschnitt 30b verbunden ist. Auch andere Elemente können mit dem Gerät 10 verbunden werden, so z. B. eine P.EEP-Ahlage, wegen des leichten Zugriffs zur Mündung bzw. zum Auslaß 38. Die Erfindung ist daher auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt.

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Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER --1^4300· ESSEN.1.-AM- RIdHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 412687 Seite

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Ansprüche

1 . Beatmungsgerät, gekennzeichnet durch einen Beatmungsbeutel (12),

ein mit einem ersten Ende (14) des Beatmungsbeutels verbundenes erstes'-^eijtiLlgehause (18), mit einer Beutelmündung (39), einer Patientenmündungi i,36.). und einer Ausatmungsmündung (38),

eine erste VenläUei-nrichti/rig.'/ die zur Steuerung des Atem-Stroms von und zu einem 'Patienten in dem ersten Ventilgehäuse \ (18) angeordnet ist und einen Einwegventilabschnitt (30, 30a), durch den sowohl beim Einatmen als auch beim positiven Beatmen ein Strömungsmittel aus dem Beatmungsbeutel (12) zur Patientenmündung (36) und während des Ausatmens zur Ausatmungsmündung (38) strömen kann, und einen Dichtabschnitt (30b) aufweist, der die Ausatmungsmündung (38) während des Einatmens oder der positiven Beatmung abschließt, so daß das Strömungsmedium aus dem Beutel (12) zum Patienten geleitet wird, und

eine mit dem Beutel (12) verbundene zweite Ventileinrichtung (40) zur Einleitung des Strömungsmediums in den Beutel (12). . ,
2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einwegventilabschnitt ein Entenschnabelventil (30a) aufweist, das im ersten Ventilgehäuse (18) derart angeordnet ist, daß wenigstens ein Teil des Entenschnabels in die Patientenmündung (36) hineinreicht. ·

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3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventileinrichtung ein Einwegmembranventil (40) aufweist.
4. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible Beatmungsmaske (24) mit der Patientenmündung (36) verbunden ist.
5. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Ventileinrichtung (40) Mittel (28) zum Einleiten eines Strömungsmediums in den Beatmungsbeutel (12) verbunden sind.
6. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungsregler (50) zur Steuerung des

γ Strömungsmittelflusses durch die zweite Ventileinrichtung (40) J vorgesehen ist. ·
7- Beatmungsgerät mit einem Beatmungsbeutel, der eine Gaseinlaßöffnung und eine Gasauslaßöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilgehäuse (18) mit dem Beutel (12) verbunden ist und die Gasauslaßöffnung (14) überspannt und eine beutelseitige Mündung (39), die mit der Gasauslaßöffnung kommuniziert, eine patientenseitige Mündung (36) und eine Ausatmungsmündung (38) aufweist und daß in dem Gehäuse (18) ein sich in die patientenseitige Mündung (36) erstreckendes Ventil (30) angeordnet ist, das einen Kontrollventilabschnitt zum Übertragen eines Gases aus dem Beatmungsbeutel (12) durch die patientenseitige Mündung (36) zum Patienten sowohl während des" Einatmens als auch während der positiven Beatmung sowie durch die Ausatmungsmündung während der Beatmung und einen Schließabschnitt (30b) zum Verschließen der Ausatmungsmündung während des Einatmens oder der positiven Beatmung aufweist. · ..'

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8. Beatmungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrollventilabschnitt ein Entenschnabelventi1 (30) aufwei st.

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