DE4309923C2 - Device for supplying breathing gas to a patient - Google Patents

Device for supplying breathing gas to a patient

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten, mit einer Nasensonde oder dergleichen Zufuhreinrichtung, welche über zumindest eine Atemgas-Leitung mit wenigstens einer Atemgasquelle verbunden ist, und mit einer Meß- und Steuereinrichtung, welche mit einem Blutgas-Sättigungssensor sowie zumindest einem elektrisch betätigbaren und in die Atemgas-Leitung zwischengeschalteten Regelorgan in Steuerverbindung steht.The invention relates to a device for supplying breathing gas to a patient, with a nasogastric tube or the like Feeding device, which has at least one breathing gas line is connected to at least one breathing gas source, and with a measuring and control device, which with a blood gas saturation sensor and at least one electrically operated and in the Breathing gas line intermediate regulator in Tax connection is established.

Der arterielle Blutgas-Sättigungsgrad eines Menschen, d. h. der Sauerstoffpartialdruck (PaO₂) wird u. a. durch den inspiratorischen Sauerstoffgehalt des Atemgases sowie durch den perfusionsbedingten Transport von Sauerstoff zum Gewebe und dessen Aufnahme in den Mitochondrien beeinflußt. A person's arterial blood gas saturation level, i.e. H. of the Oxygen partial pressure (PaO₂) is u. a. through the inspiratory oxygen content of the breathing gas as well the perfusion-related transport of oxygen to the tissue and affects its uptake in the mitochondria.  

Chronische Erkrankungen können diesen Blutgas-Sättigungsgrad, der bei gesunden Menschen zwischen 91 und 100% liegt, dauerhaft auf geringere Werte absinken lassen. Ein zu geringer Sauerstoffpartialdruck aber kann zu einem Sauerstoffmangel im Gewebe und zu irreversiblen Gewebszerstörungen führen. Auch verengen sich bei zu geringen Blutgas-Sättigungswerten die Blutgefäße im Körper (sogenannter Euler-Liljestrand-Reflex), so daß das Herz des Patienten eine lebensdauervermindernde Mehrleistung zu erbringen hat.Chronic diseases can cause this level of blood gas saturation, which is between 91 and 100% in healthy people, Let it permanently decrease to lower values. Too little Oxygen partial pressure can lead to an oxygen deficiency in the Tissue and lead to irreversible tissue destruction. Also if the blood gas saturation values are too low, the Blood vessels in the body (so-called Euler-Liljestrand reflex), so the patient's heart is a life-reducing Has to perform more.

Um den Blutgas-Sättigungsgrad eines Patienten bei solchen chronischen Erkrankungen anzuheben, kann es erforderlich werden, durch eine künstliche Zufuhr von Sauerstoff im Rahmen einer Langzeittherapie den inspiratorischen Sauerstoffgehalt des Atemgases zu erhöhen. Für eine solche Langzeittherapie stehen Stahldruckflaschen, O₂-Konzentratoren und Flüssigsauerstoffsysteme zur Verfügung.The patient's blood gas saturation level Raising chronic illnesses may be necessary through an artificial supply of oxygen in the frame long-term therapy the inspiratory oxygen content of the breathing gas to increase. For such long-term therapy are steel pressure bottles, O₂ concentrators and Liquid oxygen systems available.

Dabei setzt sich in den letzten Jahren die Indikation zur Flüssigsauerstoffversorgung durch, weil dabei eine Steigerung der täglichen O₂-Inhalation, eine Mobilitätszunahme des Patienten im Vergleich zu den orts- beziehungsweise netzabhängigen Stahldruckflaschen und O₂-Konzentratoren und nicht zuletzt eine gesicherte Verbesserung der Lebensqualität des Patienten erreichen läßt.The indication has been increasing in recent years Liquid oxygen supply through, because doing so increases daily O₂ inhalation, an increase in mobility of Patients compared to the local or network-dependent steel pressure bottles and O₂ concentrators and not least a guaranteed improvement in the quality of life of the patient.

Die angebotenen Flüssigsauerstoffsysteme bestehen einheitlich aus einem unterschiedlich großen vakuum-isolierten Edelstahl- Reservoirtank von 31 bis 41 Litern, der in einem stationären Basis-Gerät enthalten ist und tiefkalt verflüssigten Sauerstoff als Atemgas bereithält. An diesem stationären Basisgerät läßt sich eine tragbare Geräteeinheit (sogenannter "Strawler") auffüllen, deren Gerätetank ein Fassungsvermögen von 0,5 bis 1,23 Litern hat, was dem Patienten bei einer üblichen Flußrate des zuzuführenden Sauerstoffstroms von 2 Litern/Minute eine Mobilität von 4 bis 8 Stunden gibt. In diesen Geräten wird der flüssig und entsprechend platzsparend bevorratete Sauerstoff über ein System von Röhren, Anwärmschlangen und einem Durchsatzreglerventil entnommen, zu Gas verdampft, auf Raumtemperatur erwärmt und über einen auf verschiedene Atemgas-Volumina einstellbaren Flußmengenregler an den Patienten abgegeben. Dabei trägt der Patient eine gegebenenfalls doppellumige Nasensonde, eine Atemmaske, einen intratrachealen Katheter oder dergleichen Zufuhreinrichtung, welche über eine Atemgasleitung mit dem Basisgerät oder dem transportablen Gerät verbunden ist.The offered liquid oxygen systems exist consistently from a differently sized vacuum-insulated stainless steel Reservoir tank from 31 to 41 liters in a stationary Base unit is included and liquefied cryogenic Holds oxygen as breathing gas. On this stationary Basic device can be a portable device unit (so-called "Strawler") fill up, the device tank has a capacity from 0.5 to 1.23 liters, which is what the patient with a usual flow rate of the oxygen flow to be supplied of 2  Liters / minute gives a mobility of 4 to 8 hours. In These devices become fluid and save space accordingly stored oxygen through a system of tubes, Heating coils and a flow control valve removed, too Evaporated gas, warmed to room temperature and on one different breathing gas volume adjustable flow regulator given to the patient. The patient wears one  if necessary, double-lumen nasal probe, a breathing mask, one intratracheal catheter or similar delivery device, which via a breathing gas line with the basic device or the portable device is connected.

Die einzelnen Geräte sind jeweils auf den individuellen Sauerstoffbedarf des Patienten anzupassen. Dazu wird der arterielle Sauerstoffpartialdruck des Patienten in Ruhelage gemessen und anschließend der Flußmengenregler dieser Geräte entsprechend eingestellt. Bei erhöhten körperlichen Belastungen des Patienten, aber auch während bestimmter Schlafphasen, ist dieses dem Patienten künstlich zugeführte Sauerstoffvolumen nicht ausreichend, um eine Entsättigung des im Blut enthaltenen Sauerstoffanteils zu verhindern. In solchen Tätigkeits- oder Schlafphasen kann es trotz des allerdings unzureichend zugeführten Atemgases zu den oben beschriebenen Beeinträchtigungen und Schädigungen des Patienten kommen.The individual devices are each on the individual Adjust the patient's oxygen needs. For this the Arterial partial pressure of oxygen in the patient at rest measured and then the flow regulator of these devices set accordingly. With increased physical Stresses on the patient, but also during certain Sleep phases, this is artificially delivered to the patient Oxygen volume insufficient to desaturate the prevent oxygen contained in the blood. In such phases of activity or sleep, despite the however, insufficiently supplied breathing gas to the above described impairments and damage to the Patients come.

Zwar hat man bereits auch sogenannte Demandsysteme geschaffen, die zwischen die Sauerstoffquelle sowie die am Patienten angebrachte Zuführeinrichtung geschaltet werden und es über einen inspiratorisch ausgelösten Tricker erlauben, den Sauerstoff in einer bestimmten Menge oder in einem bestimmten Atemzyklus während der Inspirationsphase des Patienten abzugeben.So-called demand systems have already been created, between the oxygen source and the patient attached feeder can be switched and it over allow an inspirationally triggered trick that Oxygen in a certain amount or in a certain Breathing cycle during the patient's inspiration phase to deliver.

Mit Hilfe dieser als Sparsysteme ausgelegten, inspirationsgetriggerten Demandsysteme können zwar die Nachfüllungsfrequenzen und damit die Kosten für den Flüssigsauerstoff drastisch reduziert werden, jedoch kann auch mit Hilfe dieser Geräte einer Entsättigung des Sauerstoffgehalts im Blut sowie den daraus eventuell resultierenden Beeinträchtigungen und Schädigungen des Patienten, vorallen Dingen bei Tachypnoe, nicht vollständig begegnet werden. With the help of these savings systems, inspiration-triggered demand systems can indeed Refill frequencies and thus the cost of the Liquid oxygen can be drastically reduced, however, too with the help of these devices a desaturation of the Oxygen content in the blood and possibly from it resulting impairments and damage to the Patients, especially tachypnea, not completely be met.  

Man hat auch bereits Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art geschaffen, die als Beatmungsanlagen dienen, um bei Akutkranken oder unter Narkose befindlichen Patienten in klinischen Situationen eine künstliche Beatmung und Lungenbelüftung gewährleisten zu können (vgl. DE-OS 27 28 779). Um das Risiko für den Patienten während der künstlichen Beatmung minimieren zu können, wird die Atemgaszufuhr bei den vorbekannten Beatmungsanlagen anhand zahlreicher Faktoren gesteuert, die in Abhängigkeit vom Zustand des Patienten stehen. Die vorbekannten Beatmungsanlagen weisen dazu verschiedene Meßgeräte auf, die die arteriellen Teildrücke von Sauerstoff und Kohlensäuregas (PaO₂ und PaCO₂) im Blut messen. Diese Meßgeräte stehen mit einer Meß- und Steuereinrichtung in Steuerverbindung, die über ein Regelorgan die Atemgas Zufuhr steuert.There are already devices of the type mentioned created to serve as respiratory systems at Acute patients or patients under anesthesia in artificial respiration and clinical situations To be able to ensure ventilation of the lungs (cf. DE-OS 27 28 779). To the risk to the patient during the artificial To be able to minimize ventilation, the breathing gas supply for the previously known ventilation systems based on numerous factors controlled, depending on the patient's condition stand. The previously known ventilation systems point to this various measuring devices that measure the arterial partial pressures of Measure oxygen and carbonic acid gas (PaO₂ and PaCO₂) in the blood. These measuring devices are equipped with a measuring and control device Control connection, which supplies the breathing gas via a regulator controls.

Bei vielen vorbekannten Beatmungsanlagen, wie beispielsweise bei der aus DE-OS 27 28 779 bekannten Vorrichtung, wird die Atemgas-Zufuhr vor allem in Abhängigkeit vom CO₂-Partialdruck gesteuert. Bei Patienten, die unter chronischen Atemwegs- und Lungenkrankheiten leiden, ist dieser CO₂-Partialdruck jedoch nicht mehr im erforderlichen Umfang steuerbar und daher auch als Meßgröße nicht zu verwenden. Beatmungsanlagen, bei denen die Atemgas-Zufuhr u. a. in Abhängigkeit vom CO₂-Partialdruck gesteuert wird, eignen sich daher nicht für eine Sauerstoff- Langzeittherapie bei chronischen Atemweg- und Lungenkrankheiten. Aber auch solche Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art, bei denen die Atemgaszufuhr vorrangig in Abhängigkeit vom Sauerstoff-Partialdruck des Patienten gesteuert wird (vgl. US-PS 4 889 116), sind durch den hohen apparativen Aufwand und ihre Größe für eine Sauerstoff- Langzeittherapie weder geeignet noch vorgesehen.In many previously known ventilation systems, such as in the device known from DE-OS 27 28 779, the Breathing gas supply primarily depending on the CO₂ partial pressure controlled. In patients suffering from chronic respiratory and Lung diseases suffer, however, this CO₂ partial pressure no longer controllable to the extent necessary and therefore also not to be used as a measurand. Respirators where the breathing gas supply u. a. depending on the CO₂ partial pressure is therefore not suitable for an oxygen Long-term therapy for chronic respiratory and Lung diseases. But also such devices of the beginning mentioned type, in which the breathing gas supply primarily in Dependence on the patient's partial pressure of oxygen is controlled (see US Pat. No. 4,889,116), are characterized by the high equipment expenditure and their size for an oxygen Long-term therapy is neither suitable nor intended.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der im Rahmen einer Sauerstoff- Langzeittherapie eine Entsättigung des Blutgas- Sättigungswertes auch beispielsweise bei Belastungen oder während bestimmter Schlafphasen des Patienten entgegengewirkt werden kann, wobei die Vorrichtung die Mobilität und Arbeitsfähigkeit des Patienten möglichst wenig oder nicht wesentlich einschränken soll.There is therefore the task of a device of the beginning to create the kind mentioned with which in the context of an oxygen Long-term therapy a desaturation of blood gas Saturation value also for example with loads or counteracted during certain sleep phases of the patient can be, the device being mobility and The patient's ability to work as little as possible or not should significantly restrict.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art darin, daß die Vorrichtung eine Grundeinheit zum Zuführen eines festgelegten oder festlegbaren Atemgas-Volumens und eine Zusatzeinheit zum Zuführen eines zusätzlichen, an einen aktuell ermittelten Blutgas-Sättigungsgrad angepaßten Atemgas-Volumens aufweist und daß der Zusatzeinheit dazu die Meß- und Steuereinrichtung sowie das elektrisch betätigbare Regelorgan zugeordnet ist.The achievement of this task consists in the Device of the type mentioned in that the Device a basic unit for feeding a fixed or definable breathing gas volume and an additional unit for Feeding an additional one to a currently determined one Blood gas saturation level adjusted breathing gas volume and that the additional unit for this purpose the measuring and control device and the electrically actuatable control element is assigned.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also eine Grundeinheit und eine Zusatzeinheit auf. Über die Grundeinheit kann dem Patienten das benötigte Sauerstoff-Grundvolumen zugeführt werden, wobei diese Grundeinheit auf das vom Patienten in Ruhelage benötigte Atemgas-Volumen pro Zeiteinheit ausgelegt oder eingeregelt ist. Das vom Patienten bei Belastungen oder in bestimmten Schlafphasen darüber hinaus zusätzlich benötigte Atemgas-Volumen wird ihm über die Zusatzeinheit zugeführt, die entsprechend einfach, kompakt und platzsparend ausgelegt werden kann. Da die Zusatzeinheit somit nur eine individuell und momentan benötigte Teilmenge des erforderlichen Sauerstoff-Volumens liefert, ist u. a. auch für das elektrisch betätigbare Regelorgan der Zusatzeinheit eine vergleichsweise geringe Strommenge erforderlich. Insbesondere eine netzunabhängige und auch zur Stromversorgung der Anwärmschlangen, Meß- und Regeleinrichtung usw. erforderliche Stromquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch entlastet, was wiederum die Auflade-Frequenzen bei dieser Vorrichtung verlängert und die Mobilität des Patienten zusätzlich begünstigt.The device according to the invention thus has a basic unit and an additional unit. The basic unit can Patients supplied the required basic volume of oxygen be, whereby this basic unit to that of the patient in Required breathing gas volume per time unit designed in the rest position or is regulated. That from the patient during stress or additionally required in certain sleep phases Breathing gas volume is supplied to it via the additional unit, the designed accordingly simple, compact and space-saving can be. Since the additional unit is therefore only one and currently required subset of the required Oxygen volume provides is u. a. also for the electric actuatable control unit of the additional unit a comparative low amount of electricity required. In particular one mains-independent and also for the power supply of the Heating coils, measuring and control equipment etc. required Power source of the device according to the invention is thereby  relieves what in turn the charging frequencies at this Device lengthens and patient mobility additionally favored.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung das dem Patienten pro Zeiteinheit zugeführte Sauerstoffvolumen mittels der Zusatzeinheit, der ihr zugeordneten Meß- und Steuereinrichtung sowie dem damit in Steuerverbindung stehenden elektrisch betätigbaren Regelorgan automatisch an dessen aktuellen und individuellen Atemgas-Bedarf anpaßt, ist eine ständige Überwachung des Patienten auch in Kliniken nicht mehr notwendig, was gleichzeitig eine erhebliche Kostenersparnis beinhalten kann. Darüber hinaus läßt sich eine erhöhte Therapiesicherheit erzielen, da Todesfälle durch eine Sauerstoff-Übersättigung praktisch nicht mehr zu befürchten sind. Da dem Patienten im wesentlichen nur die benötigte Atemgas-Menge zugeführt wird, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung kosteneffizienter.Since the device according to the invention per the patient Unit of time supplied oxygen volume by means of Additional unit, the associated measuring and control device as well as the electrical control connection actuatable control unit automatically at its current and Adjusting individual breathing gas needs is a constant Monitoring of the patient no longer even in clinics necessary, which is at the same time a considerable cost saving can include. In addition, an increased Achieve therapy safety because deaths from a Oxygen supersaturation is practically no longer to be feared are. Because the patient essentially only needs what he needs The amount of breathing gas supplied is working according to the invention Device more cost effective.

Zu einer erheblichen körperlichen Entlastung des Patienten führt auch, daß der bei einer Sauerstoff-Untersättigung auftretende Euler-Liljestrand-Reflexeffekt und somit eine Verengung der Blutgefäße praktisch ausgeschaltet werden kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eventuell auch die Arbeitsfähigkeit des Patienten wiederhergestellt werden, da ihm je nach Arbeitsbelastung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung die jeweils aktuell benötigte Sauerstoffmenge zugeführt wird.To a considerable physical relief of the patient also leads to hypersaturation occurring Euler-Liljestrand reflex effect and thus a Narrowing of the blood vessels can practically be switched off. With With the help of the device according to the invention can possibly also the patient's ability to work is restored, because depending on the workload with the help of device according to the invention the currently required Amount of oxygen is supplied.

Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch unter Zuhilfenahme der zur Sauerstoff-Langzeittherapie üblichen Geräte eingesetzt werden. Bei einer solchen Ausführungsform kann beispielsweise ein übliches Gerät als Grundeinheit dienen, während mit Hilfe der möglichst kompakt auszugestaltenden Zusatzeinheit dem Patienten ein zusätzliches, an den aktuell ermittelten Blutgas- Sättigungsgrad angepaßtes Atemgas-Volumen zugeführt wird.In principle, the device according to the invention can also be used under With the help of the usual for long-term oxygen therapy Devices are used. In such an embodiment can, for example, a standard device as a basic unit serve while using the most compact possible to be designed additional unit to the patient  additional, based on the currently determined blood gas Adjusted degree of saturation is supplied breathing gas volume.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Particular embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Vorteilhaft ist es, wenn das elektrisch betätigbare Regelorgan als Proportional-Regelorgan, vorzugsweise als elektromagnetisches Proportionalventil, ausgebildet ist.It is advantageous if the electrically actuatable control element as a proportional regulator, preferably as electromagnetic proportional valve, is formed.

Als Blutgas-Sättigungssensor können beispielsweise solche handelsüblichen Geräte dienen, die die Sauerstoffsättigung im Rahmen einer arteriellen Blutkreisanalyse oder mit Hilfe von Transoxoden messen. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der der Blutgas-Sättigungssensor als Pulsoximeter ausgebildet ist. Mittels solcher Pulsoximeter, die den Blutsauerstoff-Sättigungsgrad durch Ermittlung der Ablenkung eines auf die Haut des Patienten aufgesetzten und im roten oder ultravioletten Lichtbereich strahlenden LED-Sensors messen, kann der Blutgas-Sättigungsgrad auf unblutige Weise gemessen werden.Such as blood gas saturation sensors, for example commercially available devices that serve the oxygen saturation in As part of an arterial blood circulation analysis or with the help of Measure transoxodes. However, one is preferred Embodiment in which the blood gas saturation sensor as Pulse oximeter is formed. Using such pulse oximeters, which determines the level of blood oxygen saturation by determining the Distraction of one placed on the patient's skin and in the red or ultraviolet light range emitting LED sensor blood gas saturation level in a bloodless manner be measured.

Ein solches Pulsoximeter ist während der Therapie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Körper des Patienten zu verkleben oder dergleichen zu befestigen. Um dem Patienten die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erleichtern, ist es zweckmäßig, wenn der Blutgas-Sättigungssensor an einem Finger des Patienten befestigbar und vorzugsweise als Fingerling oder Fingerclip ausgebildet oder als Klebesensor ausgestaltet ist, welcher insbesondere bei Kindern leicht auf der Haut befestigt werden kann.Such a pulse oximeter is used during therapy with the device according to the invention on the patient's body glue or attach the like. To the patient To facilitate handling of the device according to the invention, it is useful if the blood gas saturation sensor on one Finger of the patient attachable and preferably as Finger cot or finger clip designed or as an adhesive sensor is designed, which is particularly easy on children can be attached to the skin.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß der Grundeinheit eine Atemgasquelle zugeordnet ist, welche über eine Atemgas-Hauptleitung mit der Nasensonde oder dergleichen Zufuhreinrichtung verbunden ist, daß in die Atemgas-Hauptleitung ein mechanisches Sperr- und/oder Regelorgan zwischengeschaltet ist und daß die Zusatzeinheit über eine Atemgas-Nebenleitung mit der Atemgasquelle der Grundeinheit verbunden ist.A preferred embodiment according to the invention provides that a breathing gas source is assigned to the basic unit, which via a breathing gas main line with the nasal probe or the same feeder is connected that in the Breathing gas main line a mechanical blocking and / or Control body is interposed and that the additional unit  via a breathing gas branch line with the breathing gas source Basic unit is connected.

Zweckmäßig ist es, wenn der Atemgas-Hauptleitung oder der Atemgas-Nebenleitung eine gemeinsame Nasensonde oder dergleichen Zufuhreinrichtung zugeordnet ist und wenn dazu die Atemgas-Nebenleitung mit ihrem abströmseitigen Endbereich vorzugsweise in der Atemgas-Hauptleitung mündet.It is useful if the breathing gas main line or Breathing gas bypass a common nasogastric tube or  the same feeder is assigned and if the Breathing gas branch line with its downstream end area preferably opens into the main breathing gas line.

Damit der Arzt oder der Patient die ihm insgesamt zugeführte Atemgas-Menge einschätzen und erfassen kann, ist es vorteilhaft, wenn in die Atemgas-Leitung ein Flowmeter zur Anzeige des zugeführten Atemgasvolumens zwischengeschaltet ist und wenn das Flowmeter in Strömungsrichtung der Mündungsstelle zwischen Atemgas-Haupt- und -nebenleitung vorzugsweise nachgeschaltet ist.So that the doctor or the patient the total supplied to him It can estimate and record the amount of breathing gas advantageous if a flow meter is used in the breathing gas line Display of the supplied breathing gas volume is interposed and if the flowmeter is in the flow direction of the mouth between breathing gas main and bypass preferably is connected downstream.

Um dabei auch die ordnungsgemäße Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung überprüfen und um eine stets ausreichende Blutgas-Sättigung im Blutbild des Patienten erfassen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung, insbesondere ihre Zusatzeinheit, - zusätzlich oder statt dem Flowmeter - zur Anzeige des vom Blutgas-Sättigungssensor ermittelten aktuellen Blutgas-Sättigungsgrades ein mit der Meß- und Steuereinrichtung elektrisch verbundenes Display, einen Bildschirm, einen Drucker oder dergleichen Datenausgabeeinrichtung hat. Dabei sieht eine besonders vorteilhafte und vielseitig einsetzbare Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, daß die Grundeinheit und/oder die Zusatzeinheit als tragbares und voneinander vorzugsweise trennbares Gerät ausgebildet ist und daß die Grundeinheit und/oder die Zusatzeinheit eine insbesondere gemeinsame netzunabhangige Stromquelle aufweisen. Als Stromquelle kann hierbei auch ein für die Anwärmschlangen oder dergleichen der Grundeinheit erforderlicher Batterie- oder Akkublock dienen, mit dem die ebenfalls stromsparend ausgelegte Zusatzeinheit elektrisch verbunden ist. Auch ist es möglich, eine solch tragbare, separate Zusatzeinheit im Rahmen eines Flüssigsauerstoffsystems sowohl mit dem üblichen Basisgerät wie auch mit dem dazu gehörigen tragbaren Gerät zu verwenden. Ein solches separates Zusatzgerät ist im Bedarfsfall, beispielsweise im Klinikbereich, auch in Verbindung mit Sauerstoffflaschen oder mit O₂-Konzentratoren vorteilhaft einsetzbar.To ensure the proper functioning of the Check device according to the invention and always sufficient blood gas saturation in the patient's blood count To be able to detect, it is advantageous if the device, in particular their additional unit, - in addition to or instead of Flowmeter - to display that from the blood gas saturation sensor determined current blood gas saturation levels with the Measuring and control device, electrically connected display, a screen, a printer, or the like Has data output device. One looks special advantageous and versatile embodiment according to the invention that the basic unit and / or Additional unit as portable and preferred from each other separable device is formed and that the basic unit and / or the additional unit, in particular a common one have independent power source. Can as a power source here also one for the heating coils or the like Basic unit required battery or accumulator block serve, with which the additional unit, which is also designed to save energy is electrically connected. It is also possible to have one portable, separate add-on unit as part of a  Liquid oxygen system both with the usual basic device as well as to use with the associated portable device. Such a separate additional device is, if necessary, for example in the clinic area, also in connection with Oxygen bottles or with O₂ concentrators advantageous applicable.

Insbesondere in den letztgenannten Anwendungsfällen kann es jedoch sinnvoll sein, wenn die Vorrichtung, insbesondere ihre Zusatzeinheit, nicht nur über eine netzunabhängige Stromquelle verfügt, sondern auch über ein Netzteil an das Stromnetz anschließbar ist.In the latter cases in particular, it can however, be useful if the device, especially its Additional unit, not only via a mains-independent power source but also has a power supply unit to the mains can be connected.

Trotz der vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird aus den eingangs erwähnten Gründen eine Ausführung bevorzugt, bei der die Atemgasquelle als Flüssigsauerstoff-Behälter ausgebildet ist. Dabei kann die Zusatzeinheit über einen eigenen Flüssigsauerstoff-Behälter verfügen. Um jedoch diese Zusatzeinheit möglichst kompakt und platzsparend auszugestalten, ist es zweckmäßig, wenn auch der Zusatzeinheit als Atemgasquelle der Flüssigsauerstoff-Behälter der Grundeinheit zugeordnet ist.Despite the versatile application possibilities of The device according to the invention is derived from those mentioned at the beginning Reasons preferred an embodiment in which the breathing gas source is designed as a liquid oxygen container. The Additional unit via its own liquid oxygen tank feature. However, in order to make this additional unit as compact and To design space-saving, it is useful if the Additional unit as breathing gas source for the liquid oxygen container is assigned to the basic unit.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzelnen Teile können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung verwirklicht sein.Further details emerge from the following Description of an embodiment of the invention in Connection with the claims and the drawing. The individual parts can be added individually or in groups an embodiment according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten in einer Blockdarstellung, wobei die Vorrichtung eine Grundeinheit sowie eine damit verbundene Zusatzeinheit zum Zuführen eines zusätzlichen, an einen aktuell ermittelten Blutgas- Sättigungsgrad angepaßten Atemgas-Volumens aufweist, und Fig. 1 shows an apparatus for supplying breathable gas to a patient in a block diagram, the apparatus comprising a base unit and an associated auxiliary unit of an additional, adapted for feeding to a currently determined blood gas saturation level of the breathing gas volume, and in

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die aus dem Grundgerät und dem Zusatzgerät bestehende Vorrichtung während des Einsatzes an einem Patienten. Fig. 2 shows a perspective view of the device consisting of the basic device and the additional device during use on a patient.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 1 zur Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten 2. Die Vorrichtung 1 weist einen Flüssigsauerstoffbehälter auf, der als Atemgasquelle 3 über eine Atemgasleitung mit einer doppellumigen Nasensonde 4 verbunden ist. Statt der Nasensonde 4 kann auch eine Atemmaske oder dergleichen Zufuhreinrichtung vorgesehen sein. Bei einem besonders hohen Sauerstoffbedarf des Patienten bietet sich beispielsweise ein Transtrachealkatheter als Zufuhreinrichtung an. Figs. 1 and 2 show a device 1 for the supply of respiratory gas to a patient 2. The device 1 has a liquid oxygen container which is connected as a breathing gas source 3 to a double-lumen nasal probe 4 via a breathing gas line. Instead of the nasal probe 4 , a breathing mask or similar supply device can also be provided. If the patient's oxygen demand is particularly high, a transtracheal catheter, for example, is suitable as a supply device.

In die Atemgasleitung ist ein mechanisches Regelventil oder dergleichen Regelorgan 5 zwischengeschaltet, das auf das vom Patienten in Ruhelage benötigte Volumen zuzuführenden Sauerstoffes eingeregelt ist.A mechanical control valve or similar control element 5 is interposed in the breathing gas line and is regulated to the volume of oxygen to be supplied by the patient in the rest position.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Vorrichtung 1 einen Blutgas- Sättigungssensor 6 auf, der mit einer Meß- und Steuereinrichtung 7 verbunden ist. Diese elektronische Meß- und Steuereinrichtung steht zum Anpassen des Patienten zuzuführenden Atemgasvolumens an den vom Blutgas- Sättigungssensor 6 ermittelten Blutgas-Sättigungsgrad mit einem elektrisch betätigbaren Regelorgan 8 in Steuerverbindung, welches in einen Bypass der Atemgasleitung zwischengeschaltet ist.As shown in FIG. 1, the device 1 has a blood gas saturation sensor 6 , which is connected to a measuring and control device 7 . This electronic measuring and control device is in control connection with an electrically operable regulating element 8 , which is connected in a bypass of the breathing gas line, to adapt the breathing gas volume to be supplied to the patient's breathing gas volume determined by the blood gas saturation sensor 6 .

Die Atemgas-Leitung unterteilt sich dazu in eine Atemgas- Hauptleitung 9 und eine Atemgas-Nebenleitung 10. Dabei ist das zuströmseitige Ende der Nebenleitung 10 in Strömungsrichtung vor dem mechanischen Flußmengenregler 5 mit der Atemgasleitung verbunden und mündet in Strömungsrichtung nach diesem Regelorgan 5 wiederum in der Atemgas-Hauptleitung 9. In der Atemgas-Nebenleitung 10 ist das elektrisch betätigbare Regelorgan 8 vorgesehen, welches vorzugsweise als elektromagnetisches Proportionalventil ausgebildet ist.For this purpose, the breathing gas line is subdivided into a main breathing gas line 9 and a secondary breathing gas line 10 . Here, the inflow-side end of the branch line 10 is connected in the flow direction before the mechanical Flußmengenregler 5 with the breathing gas line and opens in the direction of flow for this control member 5 turn in the respiratory gas main. 9 In the breathing gas secondary line 10 , the electrically actuatable control element 8 is provided, which is preferably designed as an electromagnetic proportional valve.

Der Flüssigsauerstoffbehälter 3 und das mechanische Regelventil 5 gehören zu einer Grundeinheit, deren Gehäuse in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 11 angedeutet ist. Das elektromagnetische Proportionalventil 8 und die mit ihm in Steuerverbindung stehende Meß- und Steuereinrichtung 7 sind Bestandteil einer Zusatzeinheit 12, der auch der Blutgas- Sättigungssensor 6 zugeordnet ist. Der Blutgas- Sättigungssensor ist hier als Fingerling oder Fingerclip ausgebildet, der mittels Pulsoximeter den Blutgas- Sättigungsgrad auf unblutige Weise durch die Ablenkung der von einem LED-Sensor ausgehenden Lichtstrahlen mißt. Der als Fingerclip ausgebildete Blutgas-Sättigungssensor 6 kann auf einfache Weise an einem Finger des Patienten befestigt werden.The liquid oxygen tank 3 and the mechanical control valve 5 belong to a basic unit, the housing of which is indicated in FIG. 1 by a dashed line 11 . The electromagnetic proportional valve 8 and the measuring and control device 7 in control connection with it are part of an additional unit 12 , which is also associated with the blood gas saturation sensor 6 . The blood gas saturation sensor is designed here as a finger cot or finger clip which uses a pulse oximeter to measure the degree of blood gas saturation in a bloodless manner by deflecting the light rays emanating from an LED sensor. The blood gas saturation sensor 6 , which is designed as a finger clip, can be easily attached to a finger of the patient.

Der im Flüssigsauerstoffbehälter 3 bevorratete Flüssigsauerstoff wird über ein System von Rohren und Anwärmschlangen zunächst zu Gas verdampft und anschließend auf Raumtemperatur angewärmt. Dieses angewärmte Sauerstoffgas strömt in die Atemgas-Haupt- und -nebenleitung 9, 10. Während über die Hauptleitung 9 dem Patienten eine mittels dem mechanischen Flußmengenregler 5 an den Sauerstoffbedarf in Ruhelage angepaßtes Atemgas-Grundvolumen zugeführt wird, wird über die Nebenleitung 10 bedarfsweise zusätzliches Sauerstoffvolumen freigegeben, das darüber hinaus bei Belastungen des Patienten oder in besonderen Schlafphasen von diesem benötigt wird. Dazu wird über den Blutgas- Sättigungssensor 6 ständig der aktuelle Blutgas-Sättigungsgrad des Patienten ermittelt. Sinkt dieser Blutgas-Sättigungsgrad beziehungsweise der arterielle Sauerstoffpartialdruck auf Werte, die eine zusätzliche Sauerstoffzufuhr erforderlich machen, öffnet die mit dem Blutgas-Sättigungssensor 6 verbundene Meß- und Steuereinrichtung 7 das elektromagnetische Proportialventil 8 im erforderlichen Umfang.The liquid oxygen stored in the liquid oxygen container 3 is first evaporated to gas via a system of pipes and heating coils and then warmed to room temperature. This warmed oxygen gas flows into the main and secondary breathing gas lines 9 , 10 . While the patient is fed to a matched to the oxygen demand in the rest position by means of the mechanical Flußmengenregler 5 breathing gas base volume via the main line 9, 10 is released, if required, additional volume of oxygen on the secondary line, which is also required for stress of the patient or in particular sleep stages of this . For this purpose, the patient's current blood gas saturation level is continuously determined via the blood gas saturation sensor 6 . If this level of blood gas saturation or the arterial oxygen partial pressure drops to values that require an additional supply of oxygen, the measuring and control device 7 connected to the blood gas saturation sensor 6 opens the electromagnetic proportional valve 8 to the required extent.

Um das Gesamtvolumen des dem Patienten zugeführten Sauerstoffes einschätzen und messen zu können, ist es zweckmäßig, wenn in die Atemgas-Leitung ein in Fig. 2 dargestelltes Flowmeter 13 zwischengeschaltet ist. Dieses Flowmeter 13 kann in Strömungsrichtung noch vor der Verbindungsstelle zwischen Atemgas-Haupt- und -nebenleitung 9, 10 vorgesehen sein, zweckmäßig ist jedoch, wenn das Flowmeter 13 in Strömungsrichtung der Mündungsstelle zwischen Atemgas- Haupt- und Atemgas-Nebenleitung 9, 10 nachgeschaltet und in die Zusatzeinheit 12 integriert ist.In order to be able to estimate and measure the total volume of the oxygen supplied to the patient, it is expedient if a flow meter 13 shown in FIG. 2 is interposed in the breathing gas line. This flow meter 13 can be provided in the flow direction upstream of the connection point between the main and secondary breathing gas lines 9 , 10 , but is expedient if the flow meter 13 is connected downstream and in the direction of flow of the mouth between the main and secondary breathing gas lines 9 , 10 is integrated in the additional unit 12 .

Zur Anzeige des vom Blutgas-Sättigungssensor 6 ermittelten Blutgas-Sättigungsgrades kann beispielsweise an der Zusatzeinheit 12 auch ein Display oder dergleichen Datenausgabeeinrichtung vorgesehen sein, die dem Patienten auch die Möglichkeit bietet, sich über die ordnungsgemäße Betriebsweise der Vorrichtung 1 und über seine ausreichende Sauerstoffversorgung zu vergewissern.To display the degree of blood gas saturation determined by the blood gas saturation sensor 6 , a display or similar data output device can also be provided on the additional unit 12 , for example, which also offers the patient the possibility of ensuring that the device 1 is operating correctly and is adequately supplied with oxygen .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit ihrer Grund- und Zusatzeinheit 11, 12 erlaubt es, dieselbe Zusatzeinheit nicht nur in Verbindung mit anderen üblichen Sauerstoffquellen, wie beispielsweise Sauerstoffflaschen oder O₂-Konzentratoren zu verwenden, vielmehr ist die Zusatzeinheit 12 auch in Verbindung mit herkömmlichen Flüssigsauerstoffsystemen vorteilhaft einsetzbar, die aus einem stationären Basisgerät und einem tragbaren Gerät bestehen. In Fig. 2 bildet beispielsweise das tragbare Gerät eines Flüssigsauerstoffsystems die Grundeinheit 11, während die ebenfalls als tragbares Gerät ausgebildete Zusatzeinheit 12 darin lösbar angekuppelt ist.The device 1 according to the invention with its basic and additional unit 11 , 12 allows the same additional unit not only to be used in conjunction with other conventional oxygen sources, such as oxygen cylinders or O₂ concentrators, but rather the additional unit 12 can also be used advantageously in conjunction with conventional liquid oxygen systems , which consist of a stationary base unit and a portable unit. In FIG. 2, for example, the portable device of a liquid oxygen system forms the basic unit 11 , while the additional unit 12 , which is also designed as a portable device, is detachably coupled therein.

Um die Zusatzeinheit 12 sowohl mit dem stationären Basisgerät als auch mit dem tragbaren Gerät eines Flüssig­ sauerstoffsystems einsetzen zu können, ist der Zusatzeinheit eine netzunabhängige Stromquelle zugeordnet, die beispielsweise in die Zusatzeinheit 12 integriert ist. Als netzunabhängige Stromquelle können dabei aber auch die Akkus der Grundeinheit 11 dienen, an die die Zusatzeinheit 12 anzuschließen ist.In order to be able to use the additional unit 12 both with the stationary base unit and with the portable unit of a liquid oxygen system, the auxiliary unit is assigned a mains-independent power source, which is integrated, for example, into the additional unit 12 . However, the batteries of the base unit 11 to which the additional unit 12 is to be connected can also serve as the mains-independent power source.

Darüber hinaus ist die Zusatzeinheit 12 über ein hier nicht sichtbares Netzteil auch an das Stromnetz anschließbar, so daß die Zusatzeinheit 12 auch mit einem stationären Gerät eingesetzt und beispielsweise während der Nachtzeit oder auch im Krankenhaus eingesetzt werden kann.In addition, the additional unit 12 can also be connected to the power supply via a power supply unit that is not visible here, so that the additional unit 12 can also be used with a stationary device and used, for example, at night or in the hospital.

Bei der hier beschriebenen Vorrichtung 1 wird die dem Patienten zugeführte Sauerstoffmenge an dessen aktuellen individuellen Atemgas-Bedarf angepaßt. Dies kann zu einer erheblichen kardialen Entlastung des Patienten führen, weil der bei einer Sauerstoff-Untersättigung auftretende Euler- Liljestrand-Reflexeffekt praktisch ausgeschaltet wird. Da dem Patienten im wesentlichen nur die benötigte Atemgas-Menge zugeführt wird und eine ständige Überwachung des Patienten beispielsweise im Klinikbereich nicht mehr zwingend erforderlich ist, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung kosteneffizient.In the device 1 described here, the amount of oxygen supplied to the patient is adapted to the patient's current individual breathing gas requirement. This can lead to a considerable cardiac relief for the patient, because the Euler-Liljestrand reflex effect, which occurs in the case of undersaturation of oxygen, is practically eliminated. Since essentially only the required amount of breathing gas is supplied to the patient and constant monitoring of the patient, for example in the clinic area, is no longer absolutely necessary, the device according to the invention operates cost-effectively.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten, mit einer Nasensonde oder dergleichen Zufuhreinrichtung, welche über zumindest eine Atemgas-Leitung mit wenigstens einer Atemgasquelle verbunden ist, und mit einer Meß- und Steuereinrichtung, welche mit einem Blutgas- Sättigungssensor sowie zumindest einem elektrisch betätigbaren und in die Atemgas-Leitung zwischengeschalteten Regelorgan in Steuerverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Grundeinheit (11) zum Zuführen eines festgelegten oder festlegbaren Atemgas-Volumens und eine Zusatzeinheit (12) zum Zuführen eines zusätzlichen, an einen aktuell ermittelten Blutgas-Sättigungsgrad angepaßten Atemgas- Volumens aufweist und daß der Zusatzeinheit (12) dazu die Meß- und Steuereinrichtung (7) sowie das elektrisch betätigbare Regelorgan (8) zugeordnet ist.1. Device for supplying breathing gas to a patient, with a nasal probe or similar supply device which is connected to at least one breathing gas source via at least one breathing gas line, and with a measuring and control device which is electrically connected to a blood gas saturation sensor and at least one Actuable and in the breathing gas line interposed control member is in control connection, characterized in that the device ( 1 ) a basic unit ( 11 ) for supplying a fixed or definable breathing gas volume and an additional unit ( 12 ) for supplying an additional one to a current Determined blood gas saturation level adjusted breathing gas volume and that the additional unit ( 12 ) is associated with the measuring and control device ( 7 ) and the electrically actuated control element ( 8 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch betätigbare Regelorgan (8) als Proportional-Regelorgan, vorzugsweise als elektromagnetisches Proportionalventil, ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the electrically actuatable control member ( 8 ) is designed as a proportional control member, preferably as an electromagnetic proportional valve. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blutgas-Sättigungssensor (6) als Pulsoximeter ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the blood gas saturation sensor ( 6 ) is designed as a pulse oximeter. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blutgas-Sättigungssensor (6) an einem Finger des Patienten befestigbar und vorzugsweise als Fingerling oder Fingerclip ausgebildet oder als Klebesensor ausgestaltet ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blood gas saturation sensor ( 6 ) can be attached to a finger of the patient and is preferably designed as a finger cot or finger clip or is designed as an adhesive sensor. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundeinheit (11) eine Atemgasquelle (3) zugeordnet ist, welche über eine Atemgas- Hauptleitung mit der Nasensonde oder dergleichen Zufuhreinrichtung verbunden ist, daß in die Atemgas- Hauptleitung ein mechanisches Sperr- und/oder Regelorgan zwischengeschaltet ist und daß die Zusatzeinheit (12) über eine Atemgas-Nebenleitung (19) mit der Atemgasquelle (3) der Grundeinheit (11) verbunden ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the base unit ( 11 ) is assigned a respiratory gas source ( 3 ) which is connected via a respiratory gas main line to the nasal probe or similar supply device that in the main respiratory gas line mechanical blocking and / or regulating element is interposed and that the additional unit ( 12 ) is connected to the breathing gas source ( 3 ) of the base unit ( 11 ) via a breathing gas branch line ( 19 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemgas-Hauptleitung (9) und der Atemgas-Nebenleitung (10) eine gemeinsame Nasensonde (4) oder dergleichen Zufuhreinrichtung zugeordnet ist und daß dazu die Atemgas-Nebenleitung (10) mit ihrem abströmseitigen Endbereich vorzugsweise in der Atemgas- Hauptleitung (9) mündet.6. The device according to claim 5, characterized in that the breathing gas main line ( 9 ) and the breathing gas secondary line ( 10 ) is assigned a common nasogastric tube ( 4 ) or the like supply device and that the breathing gas secondary line ( 10 ) with its downstream side End region preferably opens into the main breathing gas line ( 9 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Atemgas-Leitung ein Flowmeter (13) zur Anzeige des zugeführten Atemgasvolumens zwischengeschaltet ist und daß das Flowmeter in Strömungsrichtung der Mündungsstelle zwischen Atemgas- Haupt- und -nebenleitung (9, 10) vorzugsweise nachgeschaltet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a flow meter ( 13 ) for displaying the supplied breathing gas volume is interposed in the breathing gas line and that the flow meter in the direction of flow of the mouth between breathing gas main and secondary line ( 9 , 10 ) is preferably connected downstream. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1), insbesondere ihre Zusatzeinheit (12), zur Anzeige des vom Blutgas- Sättigungssensors (6) ermittelten aktuellen Blutgas- Sättigungsgrades ein mit der Meß- und Steuereinrichtung (7) elektrisch verbundenes Display, einen Bildschirm, einen Drucker oder dergleichen Datenausgabeeinrichtung hat. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device ( 1 ), in particular its additional unit ( 12 ), for displaying the current blood gas saturation level determined by the blood gas saturation sensor ( 6 ) with the measuring and control device ( 7 ) has an electrically connected display, a screen, a printer or the like data output device. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundeinheit (11) und/oder die Zusatzeinheit (12) als tragbares und voneinander vorzugsweise trennbares Gerät ausgebildet ist und daß die Grundeinheit (11) und/oder die Zusatzeinheit (12) eine insbesondere gemeinsame netzunabhängige Stromquelle aufweisen.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the basic unit ( 11 ) and / or the additional unit ( 12 ) is designed as a portable and preferably separable device and that the basic unit ( 11 ) and / or the additional unit ( 12 ) have, in particular, a common network-independent power source. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1), insbesondere ihre Zusatzeinheit (12), über ein Netzteil an das Stromnetz anschließbar ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the device ( 1 ), in particular its additional unit ( 12 ), can be connected to the mains via a power supply unit. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemgasquelle (3) als Flüssigsauerstoffbehälter ausgebildet ist.11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the breathing gas source ( 3 ) is designed as a liquid oxygen container.
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