DE3901919A1 - Kreislaufatemschutzgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreislaufatemschutzgerät mit einer Sauerstoffquelle und einem Atembeutel, welcher mit einem von der Atemtätigkeit gesteuerten Sauerstoffzu­ führungsventil in Verbindung steht.

Von der Atemtätigkeit gesteuerte Sauerstoffzuführungs­ ventile sind beispielsweise durch die DE-PS 7 29 638 bekannt. Bei dieser Ausführung ist der Atembeutel mit einem Membranventil verbunden, und bei Unterdruck im Atembeutel schließt das Membranventil eine elektrische Kontaktvorrichtung und öffnet entgegen Federwirkung das Sauerstoffzuführungsventil, so daß Sauerstoff aus einer Sauerstoffquelle in den Atembeutel einströmt.

In der DE-AS 15 73 124 ist eine Atemgaszuführungsvor­ richtung mit einem elektrisch betätigten Sauerstoffzu­ führungsventil vorbeschrieben, welche einen Druckwandler aufweist, der einerseits vom Druck einer Bezugsdruck­ quelle und andererseits vom Druck im Maskenraum beauf­ schlagt wird und ein der gemessenen Druckdifferenz ent­ sprechendes Signal erzeugt, welches das Sauerstoffzu­ führungsventil derart steuert, daß die von ihm in den Maskenraum abgegebene Sauerstoffmenge etwa proportional der Druckabnahme im Maskenraum bezogen auf den Bezugs­ druck ist. Auf diese Weise soll die Atemgaszuführungs­ menge dem Bedarf des Benutzers feinfühlig angepaßt werden.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Gerät der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß ohne Unterdruck im Atembeutel und in der Lunge, und damit ohne zusätzliche Belastung des Geräteträgers, eine günstige Anpassung der Sauerstoffzufuhr an den im Arbeits- oder Ruhezustand erforderlichen Sauerstoff­ bedarf möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt dadurch, daß zur Steuerung des Sauerstoffzuführungsventils ein Sensor außerhalb der Atemgasführung vorgesehen ist. Die vorbe­ kannten Ausführungsformen werden von Drucksensoren ge­ steuert, welche den Druck in der Atemgasführung bzw. im Atemgaskreislauf direkt oder indirekt feststellen und nach diesen Druckwerten die Sauerstoffzufuhr fest­ legen. Im vorliegenden Falle der Erfindung wird das Sauerstoffzuführungsventil von einem von der Atemgas­ führung unabhängigen Sensor, insbesondere von einem Bewegungssensor oder von einem auf die Hautoberfläche aufsetzbaren Sauerstoffpartialdruckmeßsensor gesteuert.

Dadurch läßt sich eine günstige Anpassung der Sauerstoff­ zufuhr an den jeweils bei Arbeits- oder Ruhezustand vor­ liegenden Sauerstoffbedarf durchführen.

Besonders bei der Verwendung eines Bewegungssensors, welcher die Brustkorbbewegungen zur Steuerung des Sauer­ stoffzuführungsventils aufnimmt, kann es zweckmäßig sein, den Grundbedarf der Sauerstoffzufuhr durch eine Vorrich­ tung zur Permanentdosierung zu decken und den Bewegungs­ sensor zur Mehrbedarfssteuerung auszubilden. Dabei ist der geringe im Ruhezustand geforderte Sauerstoffbedarf durch die Permanentdosierung gedeckt, und lediglich der Mehrbedarf wird dann über den Bewegungssensor, welcher die Brustkorbbewegungen aufnimmt, gesteuert. Die Höhe der Permanentdosierung wird zweckmäßig mit ca. 0,5 l/min festgelegt. Dieser Größe entspricht eine minimale Brust­ korbausdehnung, die im allgemeinen über Bewegungssensoren schwer zu erfassen ist. Tritt unter Belastung ein er­ höhter Sauerstoffverbrauch auf, so ist eine zweckmäßige Erfassung über die Brustkorbbewegungen durch einen ent­ sprechenden Bewegungssensor möglich.

Dieser Bewegungssensor kann vorteilhaft mindestens einen Dehnungsmeßstreifen aufweisen und in Verbindung mit einem Brustgurt bzw. einem Leibchen angeordnet sein.

Es erscheint gegebenenfalls zweckmäßig, das Steuersignal aus mehreren nacheinander ablaufenden Brustkorbbewegungen zu erzeugen. Dabei kann vorteilhaft eine Vorrichtung zur Speicherung von aus der Atembewegung abgeleiteten elek­ trischen Signalen vorgesehen sein, und mit Hilfe eines Fensterkomparators wird jeweils aus einer vorgegebenen Anzahl von Signalen der Atembewegung das Steuersignal zur Betätigung des Sauerstoffzuführungsventils gebildet.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann der Sensor für die Atemtätigkeit mit einem Verstärker verbunden sein, welcher über einen Transmitter mit dem in einer direkten Verbindungsleitung zwischen Sauerstoffquelle und Atembeutel angeordneten Sauerstoffzuführungsventil in Verbindung steht und die Steuerimpulse für die Be­ tätigung des Sauerstoffzuführungsventils abgibt.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezug auf ein Ausführungsbeispiel eines Kreislaufatemschutzgerätes erläutert werden.

Das schematisch dargestellte Kreislaufatemschutzgerät enthält die in funktioneller Anordnung gezeigten, den Atemkreislauf bildenden Bauteile auf einem Trage­ gestell mit einem äußeren Schutzmantel. Ein Atemgas­ anschluß 1 ist über entsprechende Rückschlagven­ tile 2, 3 mit einer Einatemleitung 4 und einer Ausatemleitung 5 des Kreislaufs verbunden. In der Ausatemleitung 5 befindet sich eine die in der Ausatemluft vorhandene Kohlensäure bindende Regenerationspatrone 6. Der Auslaß der Regenera­ tionspatrone 6 ist mit einem als Faltenbalg ausgebil­ deten Atembeutel 7 und mit der Einatemleitung 4 ver­ bunden. Dadurch entsteht ein geschlossener Kreislauf.

In den Atembeutel 7 kann über ein Sauerstoffzuführungs­ ventil 8 von einer Sauerstoffquelle 9 über eine Verbin­ dungsleitung 10 Sauerstoff eingespeist werden. Der Sauer­ stoffquelle 9 sind in der Verbindungsleitung 10 ein Flaschenventil 11 und ein Druckminderer 12 nachgeschaltet. Eine mit einem Ventil 13 absperrbare Meßleitung 14 er­ möglicht die Verbindung mit einem Druckmanometer 15 zur Kontrolle des Sauerstoffvordruckes.

Das Sauerstoffzuführungsventil 8 ist, wie gezeigt, als Elektromagnetventil ausgebildet und erhält seine Steuer­ impulse von einem Verstärker 16 über einen Transmitter 17, welcher mit einer Anzeigeeinrichtung 18 verbunden ist, die den Einschaltvorgang des Sauerstoffzuführungsventils 8 optisch sichtbar macht.

Der Verstärker 16 ist eingangsseitig mit dem als Dehnungs­ meßstreifen ausgebildeten Bewegungssensor 19 verbunden. Ein solcher Bewegungssensor kann gegebenenfalls zweckmäßig auch aus einer Mehrzahl von entsprechend geschalteten Einzelsensoren, insbesondere Dehnungsmeßstreifen, beste­ hen. Er befindet sich an einem Brustgurt 20, der mit Trägern 21, 22 nach der Art eines Leibchens vom Geräte­ träger getragen werden kann. Der Brustgurt 20 mit dem Bewegungssensor 19 soll dabei in einer solchen Lage am Brustkorb getragen werden, daß eine maximale Bewegungs­ auslenkung entsteht, wobei der Brustgurt selbst gegebenen­ falls vorteilhaft aus elastischem Material besteht.

Beim Gebrauch des Kreislaufatemschutzgerätes ist der Atemgasanschluß 1 mit der aufgesetzten Maske des Gerä­ teträgers verbunden. Der Brustgurt 20 liegt in entspre­ chender Lage am Brustumfang.

In der Einatemphase wird der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete Bewegungssensor 19 gedehnt und gibt über eine Verbindungsleitung 23 ein Steuersignal an den Ein­ gang des Verstärkers 16. Dieser steuert über den Trans­ mitter 17 das Magnetventil 8 zur kurzzeitigen Freigabe der Sauerstoffzufuhr aus der Verbindungsleitung 10 in den Atembeutel 7. In der Ausatemphase bleibt das Magnet­ ventil 8 geschlossen. Es wird somit impulsförmig in jeder Einatemphase ein Sauerstoffdruckimpuls in den Atembeutel 7 eingespeist.

Für die Dosierung braucht der Geräteträger damit keine Lungenkraft aufzuwenden, weil sich die Sauerstoffzufuhr an den Bedarf anpaßt. Wenn bei hoher Arbeitsbelastung eine Beschleunigung der Atemphasen eintritt, wird auch die Impulsfolge der Sauerstoffimpulse beschleunigt.

Da die Steuerung bei geringen Brustkorbbewegungen im Be­ reich der Ruhebelastung eingeschränkt sein kann, weil ge­ ringe Brustkorbausdehnungen im allgemeinen durch einen Bewegungssensor schwer zu erfassen und von durch Körper­ bewegungen auftretenden Störsignalen schwer zu unter­ scheiden sind, kann, wie bereits erläutert, eine Perma­ nentdosierung für geringen Sauerstoffverbrauch zusätzlich vorgesehen sein. Diese kann in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zweckmäßig einen vom Bewegungssen­ sor unabhängigen Zeitgeber enthalten, welcher den Ver­ stärker 16 jeweils unabhängig von der Eingangsgröße des Bewegungssensors 19 taktmäßig zur periodischen Öffnungssteuerung des Magnetventils 8 ansteuert. Damit folgen Sauerstoffdruckimpulse unabhängig von der Atmungs­ bewegung und der damit verbundenen Brustkorbdehnung in regelmäßigen Abständen und sichern den Minimalbedarf an Sauerstoff, der etwa bei 0,5 l/min liegt. Bei Mehr­ belastung greift der Bewegungssensor 19 als zusätzliche Eingangsgröße des Verstärkers 16 ein und verlängert die Impulsdauer zur Steuerung der Öffnungszeiten des Magnet­ ventils 8 entsprechend.

Claims (8)

1. Kreislaufatemschutzgerät mit einer Sauerstoffquelle und mit einem Atembeutel, welcher mit einem von der Atemtätigkeit gesteuerten Sauerstoffzuführungsventil in Verbindung steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Steuerung des Sauerstoff­ zuführungsventils (8) ein Sensor (19) außerhalb der Atemgasführung (1, 2, 3, 4, 5, 6) vorgesehen ist.

2. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Bewegungssensor (19) ist, welcher die Brustkorbbewegungen zur Steuerung des Sauerstoff­ zuführungsventils (8) aufnimmt.

3. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der der Grundbedarf der Sauerstoffzufuhr durch Permanentdosierung ge­ deckt wird, und daß der Bewegungssensor (19) zur Mehrbedarfssteuerung ausgebildet ist.

4. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (19) mindestens einen Dehnungsmeßstrei­ fen in Verbindung mit einem Brustgurt (20) aufweist.

5. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal aus mehreren nacheinander ablau­ fenden Brustkorbbewegungen erzeugt wird.

6. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Speicherung von aus der Atembewegung abgeleiteten elektrischen Signalen vorgesehen ist, und daß mit Hilfe eines Fensterkomparators jeweils aus einer vorgegebenen Anzahl von Signalen der Atem­ bewegung das Steuersignal zur Betätigung des Sauer­ stoffzuführungsventils (8) gebildet wird.

7. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sensor ein auf die Hautoberfläche aufsetzbarer Sauerstoffpartialdruckmeßsensor ist.

8. Kreislaufatemschutzgerät nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (19) für die Atemtätigkeit mit einem Verstärker (16) verbunden ist, welcher über einen Transmitter (17) mit dem in einer direkten Verbin­ dungsleitung (10) zwischen Sauerstoffquelle (9) und Atembeutel (7) angeordneten Sauerstoffzuführungs­ ventil (8) in Verbindung steht.