DE3537507A1 - Inhalationsbeatmungsgeraet zur aerosol - therapie von patienten - Google Patents

Inhalationsbeatmungsgeraet zur aerosol - therapie von patienten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Inhalationsbeatmungsgerät zur Aerosol-Therapie von Patienten mit beeinträchtigter Lungen­ funktion.
Bekennt sind Einrichtungen zur Inhalation von Medikamenten mit unterstützter, intermittierender Druckbeatmung für die Behandlung von Patienten mit reduzierter oder gestörter Lungenfunktion, wobei die Atemluft mittels eines in der Leistung einstellbaren Verneblers mit Medikamenten angerei­ chert und dem Patienten mit einstellbarer Strömungsgeschwin­ digkeit innerhalb einstellbarer Druckgrenzen verabreicht wird. Daneben besteht die Möglichkeit, die Atemluft während der Inspirationsphase mit Sauerstoff vorwählbarer Konzen­ tration anzureichern, wobei die Sauerstoffkonzentration un­ abhängig von der gewählten Strömungsgeschwindigkeit konstant geregelt wird.
Aus der DE-Veröffentlichung 34 90 002 ist eine Vorrichtung für die Beatmung lungenkranker Personen bekannt, bei der Beatmungsdruck und Zerstäubungeräte über manuell einstell­ bare Ventile während einer zeitgesteuerten Inspirations­ phase erfolgt. Diese Einrichtung ist wahlweiae mit Sauer­ stoff oder mit Druckluft betreibbar, sie ist insofern nach­ teilig, als bei Veränderung des Beatmungsdrucks die Zer­ stäuberleistung beeinflußt wird und zum Beatmen er­ forderliche Parameter wie Strömungsgeschwindigkeit, Beat­ mungsdruck und "Triggerschwelle" nicht meßbar und einstell­ bar sind.
Die DE-Offenlegungsschrift 31 25 055 beschreibt eine Ein­ richtung, die über eine pneumatisch, mechanisch gesteuerte Regelung den Beatmungsdruck sowie "Triggerpunkt" bestimmt. Diese Einrichtung ist aus mechanischen Bauteilen aufgebaut, deren Inbetriebnahme und Justage einen großen Arbeitsauf­ wand erfordern. Der "Triggerpunkt" ist konstruktiv fest­ gelegt und läßt sich während des Betriebes nicht verändern, eine manuelle "Triggerung" ist nicht möglich.
In der Firmenschrift der Fa. Hospal Medical Corporation wird eine Einrichtung "515" beschrieben, die aus einer Druck­ quelle über ein pneumatisch, mechanisches Druckregelventil die Inspirationashase bzw. die Expirationsphase ableitet.
Die mechanisch arbeitenden Einrichtungen besitzen den Nach­ teil des Verschleißens mit den dazu einhergehenden Unge­ nauigkeiten der für die Behandlung wichtigen Parameter. Mechanische Regeleinrichtungen haben zusätzlich nicht die Möglichkeit weitere Meßgrößen wie Atemfrequenz, Strö­ mungsgeschwindigkeit und Atemvolumen abzuleiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Inhalations­ beatmung mit einer Einrichtung durchzuführen, die alle für die Beatmung relevanten Parameter nach definierten Meß­ werten steuert und regelt.
Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät bedient sich dazu einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung, die Meßwerte für Beatmungsdruck, Strömungsgeschwindigkeit, Vernebler­ leistung und Sauerstoffkonzentration werden ermittelt, mit Sollwerten verglichen und über Stellglieder geregelt.
Dabei wird zur Erfassung des herrschenden Beatmungsdruckes ein Meßwertwandler verwendet, der das Meßsignal einer Aus­ werteeinrichtung zuführt. Diese steuert in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert mittels Magnetventilen die Inspirations- und Expirationsphasen während der Behandlung. Ein zweiter Meßwertwandler zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit führt sein Meßsignal einer Auswerteeinrichtung zu, die über ein Stellventil den einstellbaren Sollwert regelt. Ein dritter Meßwertwandler erfaßt die Sauerstoffkonzentration und führt seinen Meßwert einer Auswerteeinrichtung zu, die über ein Stellventil die einstellbare Sauerstoffkonzentra­ tion regelt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben.
Der Patient ist über das Mundstück 44 mit der Inhalations­ einrichtung verbunden. Versucht der Patient einzuatmen, so gelangt Unterdruck über den Verbindungsschlauch 41 zu dem Druckaufnehmer 34, der mit der Auswerteeinrichtung 50 über die Signalleitung 35 verbunden ist. Unterschreitet der Druck einen als "Triggerschwelle" bezeichneten Druckwert, der an der Eingabe 51 vorwählbar ist, so wird das Ventil 24 über die Leitung 36 geöffnet. Die an der Druckluftquelle 20 Vorhandene Luft strömt über die Verbindung 21, das Ventil 24, die Leitung 25 in die Venturidüse 26. Durch den hier ent­ stehenden Unterdruck wird über Leitung 32, das Stell­ ventil 30 und die Öffnung 31 aus der Atmosphäre Luft ange­ saugt. Diese Luft strömt über den Strömungsmesser 27, das Rückschlagventil 33 und den Verbindungsschlauch 41 in das Mundstück 44 des zu behandelnden Patienten. Die Auswerte­ einrichtung 50 steuert das Ventil 30 über die Verbindungs­ leitung 29 so, daß die an der Eingabe 51 vorgewählte Strömungsgeschwindigkeit mit dem am Sensor 27 gemessenen Wert übereinstimmt. Während der Inspirationsphase ist das Ausatemventil 60 über die Leitung 61, das Ventil 62 und die Leitung 63 mit dem im Anschlußschlauch 41 herrschenden Druck verbunden und damit geschlossen. Ist das Atemvolumen des Patienten aufgefüllt, wird die Strömungsgeschwindigkeit reduziert und es baut sich ein Staudruck auf, der von dem Druckaufnehmer 34 erfaßt wird. Übersteigt dieser Druckwert einen an der Eingabe 51 einstellbaren Wert, so schaltet die Auswerteeinrichtung 50 das Ventil 24 aus. Gleichzeitig schließt das Ventil 62 und das Ventil 64 öffnet, so daß sich der am Ausatemventil 60 anstehende Schließdruck über das Ventil 64 und das Einstellventil 66 in die Atmosphäre 67 abbauen kann. Mit dem Einstellventil 66 besteht die Mög­ lichkeit den Ausatemwiderstand des Patienten am Ausatem­ ventil 60 zu verändern. Wahlweise kann der Atemluft Sauer­ stoff zugesetzt werden. Dazu wird während der Inspirations­ zeit das Magnetventil 12 geöffnet. Dadurch kann Sauerstoff aus der Quelle 10, über Leitung 11, Ventil 12, Leitung 13, Stellventil 14 und Leitung 15 in die Luftansaugleitung 31 gelangen. Die Sauerstoffkonzentration wird mit dem Meß­ wertwandler 16 erfaßt und der Auswerteeinrichtung 50 zuge­ führt. Die Auswerteeinrichtung steuert das Ventil 14 über die Wirkverbindung 19 so, daß in der Atemluft die an der Eingabe 51 einstellbare Sauerstoffkonzentration eingehalten wird. An dem Patientenanschluß 44 befindet sich der Medika­ mentenvernebler 42. Die Verneblerleistung kann durch den in der Leitung 40 herrschenden Druck über das Stellventil 39 und die Druckerfassung 49 geregelt werden. Dazu kann die über das Ventil 37 kontinuierliche oder mit der Inspira­ tionsphase intermittierende Medikamenten-Vernebelung ge­ steuert werden.
Die Auswerteeinrichtung ist mit einer Ausgabevorrichtung 52 versehen, die zur Anzeige der Atemfrequenz ausgelegt ist. Zusätzlich können Signale ausgegeben werden, wenn Atemfrequenzgrenzwerte überschritten werden, wenn Zeit­ grenzwerte für die Inspirationsphase überschritten werden und wenn die Sauerstoffkonzentration nicht eingehalten wer­ den kann.

Claims (16)

1. Inhalationsbeatmungsgerät zur Aerosol-Therapie von Patienten mit beeinträchtigter Lungenfunktion, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Inspirationslei­ tung (41) zum Patienten über einen Meßwertwandler (34) ermittelt und einer Auswerteeinrichtung (50) zugeführt wird und durch Vergleich des Druckwertes mit vorwähl­ baren Grenzwerten die Inspirations- und Expirations­ phase bestimmbar ist.
2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß über die Auswerteeinrichtung (50) die Dauer der Inspirationsphase durch Ansteuerung eines Stell­ gliedes (24) regelbar ist, das über Leitungen (21, 23, 25) eine Verbindung zwischen einer Druckluftquelle (20) und einer Venturidüse (26) herstellt, und daß durch den hier entstehenden Unterdruck über eine Leitung (32), ein Stellventil (30) und eine Öffnung (31) atmos­ phärische Luft ansaugbar ist.
3. Beatmunsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß über die Auswerteeinrichtung (50) die Atemfrequenz meßbar und ausweisbar ist.
4. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der In­ spirationsleitung über einen Meßwertwandler (27) für Durchfluß ermittelt und einer Auswerteeinrichtung (50) zugeführt wird und der Durchfluß durch Vergleich mit einem vorwählbaren Sollwert über ein Stellglied (30) regelbar ist.
5. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Expirationsphase ein definierter Ausatemwiderstand mit einem Stellglied (66) vorwähl­ bar ist.
6. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckgrenzwert für die "Trigger­ schwelle" für den Start der Inspirationsphase einstell­ bar und der Grenzwert analog ausweisbar ist.
7. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckgrenzwert für die Beendi­ gung der Inspirationsphase einstellbar und analog ausweisbar ist.
8. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gemessene Beatmungsdruck und die Druckgrenzwerte des Beatmungsdrucks auf der Skala eines Meßgerätes oder auf den Skalen einer Meßgeräte­ kombination derart darstellbar sind, daß die Zuord­ nung der Druckwerte geometrisch erkennbar ist.
9. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Meßgerät oder die Meßgerätekom­ bination als Bargraphanzeiger ausführbar sind.
10. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Atemluft in der Inspirationsphase mit Sauerstoff zusetzbar ist, wobei über die Auswerte­ einrichtung (50) ein Ventil (12) für die Sauerstoff­ zudosiereinrichtung (10) geöffnet wird.
11. Beatmungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sauerstoffkonzentration über einen Meß­ wertwandler (16) in der Inspirationsleitung meßbar und unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Atemgases konstant regelbar sowie im Bereich von 21% bis 50% vorwählbar ist.
12. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an einem Patientenanschluß (44) ein Medikamentenvernebler (42) vorgesehen ist, der wahl­ weise nur in der Inspirationsphase oder kontinuierlich betreibbar ist, um die Dosiermenge der zu inhalieren­ den Medikamente beeinflussen zu können.
13. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistung des Medikamentenver­ neblers (42) kontinuierlich am Stellglied (3) ein­ stellbar ist.
14. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die "Triggerschwelle" manuell mit einer einstellbaren maximalen Atemfrequenz auslösbar ist.
15. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die beim Über-oder Unterschreiten einstellbarer Atemfrequenzgrenzwerte einen Alarm auslöst.
16. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Auswerteeinrichtung vorgese­ hen ist, die beim Über- oder Unterschreiten von Grenz­ werten für Inspirationszeit bzw. Expirationszeit eine entsprechende Information ausgibt.
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