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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wahlweisen Einstel-
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lung der Hochfrequenz- oder Superhochfrequenzbeatmung an einem Beatmungsgerät
und ein Beatmungsgerät zur Durchführung des Verfahrens.
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Derartige Beatmungsgeräte oder Respiratoren dienen dazu, einem Patienten
mit beeinträchtigter Atmung künstlich Atem-oder Frischgas zuführen zu können. Sie
haben die Aufgabe, eine unzureichende oder nicht vorhandene Spontanatmung zu ersetzen
und den Patienten mit Sauerstoff, Medikamenten oder Anästhesiegasen zu versorgen.
Zur besseren Sauerstoffdiffusion z.B. bei schweren Lungenschädigungen ist es indiziert,
höhere Frequenzen anzuwenden, um mit geringem Beatmungsdruck die geschädigte Lunge
weniger zu belasten. Es sind Beatmungsgeräte bekannt, bei denen mit unterschiedlichen
Steuereinrichtungen hohe Frequenzen erzeugt werden. Bei diesen Geräten besteht der
Nachteil, daß das bei hohen Frequenzen unter Druck in die Lunge eingeströmte Beatmungsgas
nicht beschleunigt aus der Lunge entleert werden kann.
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Hierdurch verbleibt in der Lunge ein Restdruck, der in Abhängigkeit
von Stenosen und Complaince unkontrollierbar ist und mit Erhöhung der Frequenz ansteigt.
Bei extrem hohen Frequenzen kommen dadurch keine ausreichenden Druckunterschiede
mehr zustande, weil der intrapulmonale Druck bereits zu hoch ist. Bei anderen ebenfalls
bekannten Geräten wird in der Atmungsphase ein negativer Druck erzeugt, der jedoch
auch einen negativen Druck in der Lunge erzeugen kann, so daß Lungenteile kollabieren
und zusammengezogen werden können.
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Des weiteren sind zur Hochfrequenz- oder Superhochfrequenzbeatmung
auch Geräte bekannt, bei denen mittels einer Düse Atemgas unter hohem Druck in die
Lunge eingeblasen oder Druckspitzen während einer normalen Beatmung überlagert werden
können. Diese Geräte haben den Vorteil, daß die Beatmung mit hohen Frequenzen möglich
ist, weil der Patient durch einen großvolumigen Tubus ausatmen kann. Bei diesen
Geräten besteht aber als Nachteil die Strahlwirkung der Düse
auf
Lunganteile, unzureichende Befeuchtung und Beheizung. Es können auch nur Druckimpulse
inspiriert oder überlagert werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren aufzuzeigen,mittels
dem mit einem gattungsgemäßen Beatmungsgerät die bekannten Nachteile vermieden werden
und wahlweise eine hochfrequente Beatmung und auch eine superhochfrequente Beatmung
beliebig kombinierbar ist,um auf Grund einer besseren Co2- Ausspülung die durch
superhochfrequente Beatmung bewirkte gute °2- Diffusion einsetzen zu können.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß direkt
in die Patientenzuleitung eine sinusförmige positive und negative Druckamplitude
aufgeschaltet wird, durch die der in der Patientenzuleitung fließende Gasstrom in
die Patientenlunge hineingepreßt und die gleiche Gasmenge herausgesaugt wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Beatmungsgerät durch
eine Anordnung mit einem mit der Patientenzuleitung verbundenen Verteiler gekennzeichnet,
dessen erster Anschluß über eine Befeuchterflasche od. dgl. mit einer Zuführleitung
mit Durchflußvolumenventil, dessen zweiter Anschluß mit dem Ausatemventil mit einem
Steuerglied zur Volumen Druckeinstellung und dessen dritter Anschluß über eine Druckleitung
mit einem Generator verbunden ist, wobei die Zuführleitung und das Ausatemventil
zusätzlich mittels eines Beipasses mit einem Druckversteller verbunden sind.
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Der eine Endabschnitt des Beipasses ist als Düse ausgebildet und ragt
in eine Injektordüse ein, deren Ansaugöffnung einer mit dem Ausatemventil verbundenen
Kammer zugeordnet ist.
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Hierdurch ist es möglich, daß sich die Patientenlunge in ein Vakuum
entleeren kann und der Widerstand im System und in der Lunge überwunden wird ohne
das sich in der Lunge ein negativer Druck aufbauen muß.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig.1 die erfindungsgemäße Anordnung zur Druckamplitudeneinstellung in
einer schaubildlichen Ansicht Fig.2 ein Hochfrequenz-Beatmungsgerät mit einer Anordnung
nach Fig. 1 in einer schematischen Ansicht Fig.3 ein Superhochfrequenz-Beatmungsgerät
in einer Anordnung nach Fig. 1 in einer schematischen Ansicht Fig.# einen Superhoch-
Frequenzgenerator für ein Beatmungsgerät in einer schematischen Ansicht Fig.5 den
Verteiler für die Anordnung nach Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht im
Schnitt Fig.6 eine schematische Darstellung des Verlaufs der und 7 Druckamplituden.
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Die Anordnung 41 weist einen Verteiler 40 auf,der an der mit dem Patienten
39 verbundenen Patientenzuleitung 47 angeordnet ist. Der eine Anschluß 52 des Verteilers
40 ist mit einer Befeuchterflasche 19 verbunden, in die eine Zuführleitung 32 für
Luft, Sauerstoff od. dgl. eingeführt ist. An der Zuführleitung 32 ist ein Durchflußvolumenventil
2 angeordnet, mit dem die durch die Zuführleitung 32 strömende Gasmenge eingestellt
werden kann. Ein anderer Anschluß 53 des Verteilers 40 ist mit dem Ausatemventil
5 verbunden, an dem ausgangsseitig eine Kammer 48 angeordnet ist. Die Einstellung
des Positiv- Ausatemdrucks am Ausatemventil 5
erfolgt mittels eines
Druckverstellers 36, der eine federbelastete Ventilplatte aufweist. An dem einen
Endabschnitt der Kammer 48 ist ein Volumenversteller 35 vorgesehen,mit dem das Negativvolumen
einstellbar ist. An dem dem Auslaß 30 zugewandten Endabschnitt der Kammer 48 ist
eine Injektordüse 31 angeordnet, die über eine Ansaugöffnung 51 mit der Kammer verbunden
ist.
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In die Injektordüse 31 ragt der eine Endabschnitt 49 eines Beipasses
33 hinein, der als Düse 50 ausgebildet ist. Der andere Endabschnitt des Beipasses
33 ist mit der Zuführleitung 32 verbunden. An dem Beipaß 33 ist ein Druckversteller
37 angeordnet, mittels dem der Negativdruck eingestellt werden kann.
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Ein weiterer Abzweig 59 des Verteilers 40 ist über eine Druckleitung
38 mit einem Generator 25/26 verbunden, durch den Hochfrequenz oder Superhochfrequenz-
Druckamplituden dem dem Patienten zuzuführenden Beatmungsgas aufgeschaltet werden
können. Der Generator 25/ 26 ist mittels eines Potentiometers 23 einstellbar und
steht mit einem Timer 29 für Superhochfrequenz und einem Timer 28 für Hochfrequenz
in Verbindung. Die Timer 28, 29 sind über eine Meßleitung mit Steuerleitung dem
Ausatemventil 5 verbunden, um dessen jeweilige Betriebszustände wahrnehmen zu können.
Der mögliche Verlauf der Druckamplituden bei Verwendung der Anordnung 41 ist in
den Fig. 6 und 7 dargestellt.
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Der in Fig. 5 abgebildete Verteiler 40 besteht aus einem Verteilerkörper
56, indem koaxial zur Mittelachse 60 eine Durchbrechung als mittiger Kanal 57 ausgebildet
ist. An dem einen Endabschnitt des Verteilerkörpers 56 ist ein Anschlußstutzen 54
zum Anschluß der Druckleitung 38 angeordnet. Am anderen Endabschnitt des Verteilerkörpers
56 befindet sich eine Ausnehmung 55, in der die Patientenzuleitung 47 mit dem Verteiler
40 verbunden werden kann. Der mittige Kanal 57 ist an dem dem Anschlußstutzen 54
zugewandten Abschnitt des Verteilerkörpers 57 mit
dem Anschluß 52
und an dem der Ausnehmung 55 zugewandten Abschnitt des Verteilerkörpers 57 mit dem
Anschluß 53 verbunden. Zwischen den Anschlüssen 52, 53 ist in der mittigen Kammer
57 die Gasaustauschstrecke 58 gebildet.
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Während der Negativphase (Expirationsphase) des Oszillators wird diese
Strecke von Frischgas über den Anschluß 52 durchspült.
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In Fig. 2 ist ein Hochfrequenzbeatmungsgerät 42 dargestellt, daß mit
der Anordnung 41 versehen sein kann. Bei dem Hochfrequenzbeatmungsgerät 42 ist der
eingebaute Sauerstoff-Druckluft- Mischer 1 direkt an z.B. fünf bar angeschlossen.
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Der Durchfluß wird mit dem Durchflußvolumenventil 2 als konstante
Strömung eingestellt. Das Hochfrequenz-Beatmungsgerät 42 kann nun mit der CPAP-
Funktion arbeiten. Bei Einschaltung des Schalters 3 für das Hochfrequenzbeatmungsgerät
42 wird das Ausatemventil 5 mit PEEP- Ventil in der Inspirationsphase geschlossen
und in der Expirationsphase geöffnet. Mit dem Kodierschalter 12, 13 wird die Inspirations-
und Expirationszeit eingestellt. Frequenz und Atemzeitverhältnis werden dann durch
den Mikroprozessor des Beatmungsgeräts ermittelt und über als z.B. LED ausgebildete
Leuchtanzeigen angezeigt. Der Expirationssog wird über Schalter 16 geschaltet und
mit dem Ventil 17 dosiert. Er bewirkt eine Beschleunigung der Ausatemgase und ist
auch bei PEEP einsetzbar. Der integrierte Monitor 18 wird mit dem Drehknopf 14 von
1 bis 20 mbar eingestellt. Er warnt bei Disconection, Strom- oder Gasausfall, wenn
der eingestellte Wert in z.B. 20. Sek. nicht erreicht wird. Der Monitor 18 ist über
dem Schalter 15 ausschaltbar. Das konstant fließende Gas wird bei Einschaltung der
Heizung 6 durch die Heizpatrone 8 erhitzt und zur Befeuchtung durch eine mit destilliertem
Wasser gefüllte Befeuchterflasche 19 geleitet.
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Der Heizungsfühler 10 mißt die Temperatur am Verteiler 40.
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Der Verteiler 40 ist nur schematisch dargestellt und kann wie in Fig.
5 abgebildet ausgebildet sein. Diese Effektivtemperatur ist im Bereich 30- 400C
an der IST-LED-Anzeige ablesbar. Die Soll- LED- Anzeige läßt sich mittels
Potentiometer
7 einstellen. Die Heizung justiert sich ajtomatisch auf den vorgegebenen Wert ein.
Bei zu hoher oder zu n lenrigei Temperatur kann eine optische oder akustische Warneinrichtung
betätigt werden. Die beheizten Schläuche 9, 20 halten das erwärmte und befeuchtete
Atemgas auf der eingestellten Temperatur und verhindern somit eine Kondensbildung.
Der Beatmungsdruck wird durch das Ventil 4 begrenzt und läßt bei Erreichen des eingestellten
Druckes das Volumen entweichen, das nicht mehr in die Patientenlunge strömen kann.
Am Atlsatemventil O kann ferner der Expirationsdruck (PEEP) eingestellt werden.
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i den Superhochfrequenz- Beatmungsgerät 43 nach ig. 3 ist ein Wahlschalter
22 vorgesehen, Init dem die gewünschte Beatmungsform wie assestier- kontrolliert,
CPAP, SHF- CPAP, IMV, kontrolliert IMV, SHF- IMV eingestellt werden kann.
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Bei einer Beatmungsform mit Superhochfrequenz erzeugt der eingebaute
Generator 25/ 25 eine Superhochfrequenz. Diese wird mit dem Potentiometer 23 von
z.B. 300 bis 3000/min eingestellt. Mit dem Ventil 21 wird die Amplitudenhöhe tstimmt.
Die Triggerempfindlichkeit bei SIMV- Beatmung und assestiert und kontrolliert läßt
sich an Potentiometer 24 einstellen. Mittels des Schalters 27 wird die vom Timer
29, K3 erzeugte oder die Patientenfrequenz bei CPAP oder SIMV testimmt. Grr weitere
Funktionsablauf bei dem Superhochfrequenz- Beatmungsgerät 43 entspricht dem des
Hochfrequenztseatmungsgeräts 42 nach Fig. 2.
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In Fig. 4 ist die Ansicht eines Superhochfrequenz-Generators 25/ 26
schematisch dargestellt. Die elektronische Steuerung wird bei diesem Generator über
einen nicht näher gezeigten Schutztrafo erzeugt. Zum Anschluß des Superhochfrequenz-Generators
25/ 26 ist an dem Verteiler 40, der nur angedeutet ist und wie in Fig. 5 dargestellt
ausgebildet sein kann, ein Schlauchansatz 414 vorgesehen, der in das beheizte Schlauchsystem
eingesetzt werden kann. Das Anschlußstück 45 weist vorzugsweise einen Silikonanschlußschlauch
auf und kann bis 200C autoklaviert werden. Mit dem Superhochfrequenz-
Generator
25, 26 ist es möglich, eine reine sinusförmige Druckamplitude mit gleichgroßem Positiv-
und Negativdruckanteil zu bilden. Das dabei erzeugte inspirator sche und expiratorische
Volumen ist abhängig von dem am jeweiligen Beatmungsgerät eingestellten Beatmungsdruck,
Durchfluß oder PEEP und in sehr hohem Maße von der Größe des verwendeten Tubus Die
Höhe der Druck- oder Volumenamplitude ist regelbar. bei max. geöffnetem Ventil 4
wird am Verteiler 40 eine besti-mt# Druckamplitude von z.B. 40 mbar erzeugt, was
einem Volumen von ca. 4 ml entspricht. Der Druck- und Volumcnverlust lAr-h den engen
Tubus und die sich dann erweiternden Lungenwege beträgt etwa 50 bis 70 % so daß
die hohen Druckspitzen nicnt in der Lunge oder gar in den Alveolen wirksam werden.
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Bei Anwendung der Superhochfrequenz unter CPAP ist im Regelfall eine
sehr gute 02 Diffusion möglich Wegen eventueller Probleme mit der CO2- Ausspülung
ist es empfehlenswert, dieses Verfahren nur bei spontanatmellden Patienten mit entsprechender
transkutaner Überwachung und/ oder durch Entnahme von Blutgaswerten einzusetzen.
Die Anwendung der Superhochfrequenz während einer normalen Beatmung unter IMV- Bedingungen
ist problemlos, da durch die Beatmung die v02- Ausspülung besser gewährleistet ist,
so daß eine verbesserte O2- Diffusion durch die Überlagerung der Superhochfrequenz
zu einer Reduzierung der O2-Konze -tration und des Beatmungsdruckes erfolgen kann.
Da die Superhochfrequenzbeatmung ferner eine verbesserte Sekretausscheidung bewirkt,
ist es erforderlich, den Patienten öfter abzusaugen.
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