DE4338813C1

DE4338813C1 - Beatmungsgerät

Info

Publication number: DE4338813C1
Application number: DE4338813A
Authority: DE
Inventors: Juergen Briechle; Bernd Dipl Ing Maertens
Original assignee: Metrax GmbH
Current assignee: Metrax GmbH
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2013-11-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Beatmungsgerät mit einem Steuergerät und einer mit diesem über einen Patientenschlauch verbundene Patienten-Anschlußeinheit, bei dem in dem Steuergerät ein Luftzuführungsaggregat mit einer mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Eingangsleitung und einer mit dem Schlauch verbundenen Abgangsleitung sowie eine Spannungsversorgungseinrichtung und eine Steuereinrichtung vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung das Luftzuführungsaggregat und mindestens ein an der Strecke zwischen dem Luftzuführungsaggregat und der Patienten-Anschlußeinheit angeschlossenes Ventil aufgrund von mittels einer Detektoreinrichtung erfaßten Strömungs- und Drucksignalen steuert.

Ein Beatmungsgerät dieser Art dient zur Behandlung von Schlaf-Apnoe, d. h. Offenhalten der Atemwege durch Luftzufuhr während des Schlafes. Ein Beatmungsgerät dieser Art kann im privaten Bereich oder in Schlaflabors angewandt werden und ist durch die EP 0 425 092 A1 als bekannt ausgewiesen.

Bei diesem bekannten Gerät ist in der Zuleitung von einem Steuergerät zu einer Patienten-Anschlußeinheit, insbesondere einer Patienten-Maske, eine Detektoreinrichtung zum Erfassen von Strömungs- und Drucksignalen angeordnet. Aufgrund der erfaßten Signale werden die Druckparameter der für den Patienten über das Steuergerät bereitgestellten Atemluft gesteuert. Hierbei ist es schwierig, die Parameter möglichst genau einzustellen und so zu steuern, daß dem Patienten ein optimales Ein- und Ausatmen ermöglicht wird.

Die DE 37 32 475 A1 beschreibt ein Zwangsbeatmungsgerät für einen Patienten. Das Beatmungsgerät weist eine Steuereinrichtung mit einem Druckmeßfühler sowie einen Luftmengenerzeuger auf. Der Luftmengenerzeuger steht über ein Schlauchsystem mit den Atemwegen des Patienten in Verbindung. Von dem Schlauchsystem geht im Bereich des Mundes des Patienten ein Meßwertübertragungsschlauch ab, der wiederum an den Druckmeßfühler des Steuergerätes angeschlossen ist. In dem Druckmeßfühler des Steuergerätes werden somit die Druckverhältnisse im Schlauchsystem überwacht. Bei solchen Beatmungsgeräten erweist es sich als nachteilig, daß über die teilweise sehr lange, dem Druckmeßfühler zugeführte Schlauchleitung ein hoher Zeitverzug zwischen der auftretenden Störung im Schlauchsystem und der Detektierung des Fehlers auftritt.

Aus der DE 27 25 515 A1 ist ein Beatmungsgerät bekannt, bei dem einem Patienten Atemluft zwangsweise von einem Respirator zugeführt wird. Bei einem solchen Gerät erweist es sich als nachteilig, daß die Atemluft des Patienten nicht überwacht wird. Eine individuelle und schnelle Einwirkung auf Atemstörungen ist somit nur schwer möglich.

Die DE 37 30 551 C2 beschreibt ein Atemgasbefeuchtungsgerät für ein Beatmungsgerät. Hierzu wird die Atemluft durch einen Wasservorratsbehälter geleitet und somit angefeuchtet.

Aus der US 4 127 121 ist ein Beatmungsgerät bekannt, bei dem das Atemgas aus einer Sauerstoff-, einer Stickoxyd- und einer Kohlendioxydquelle gemischt wird. Das gemischte Atemgas wird einem Patienten zugeführt. Zur Überwachung des Sauerstoffgehaltes wird das gemischte Atemgas mittels eines Sauerstoffsensors überwacht.

In der DE 27 45 236 A1 ist ein tragbares Beatmungsgerät gezeigt, das einen Niederdruck- und einen Hochdruckschalter aufweist. Die beiden Druckschalter sprechen jeweils auf einen voreingestellten Druck an, der in dem an den Patienten angeschlossenen Schlauchsystem auftritt. Da die Druckschalter beabstandet von dem Patienten im Steuergerät untergebracht sind, können die Druckparameter nur mit einer gewissen Zeitverzögerung erfaßt werden.

Ähnliche Geräte sind auch aus der DE 27 44 327 A1, der DE 23 37 061 A1, der DE 31 04 325 A1 und der DE 27 38 406 C2 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsgerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das eine auf die Bedürfnisse des jeweiligen Patienten optimal abgestimmte Steuerung der Atemluft gewährleistet, dabei aber eine den natürlichen Gegebenheiten angepaßte Atemluft dem Patienten zuführt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 dazu angegebenen Merkmalen gelöst.

Besondere Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt die wesentlichen Komponenten des Beatmungsgerätes.

Eine Patienten-Anschlußeinheit in Form einer Patienten-Maske 1 ist über einen Patientenschlauch 3 mit einem Steuergerät 12 verbunden. Zwischen dem Patientenschlauch 3 der Patienten-Maske 1 bzw. unmittelbar in der Patienten-Maske 1 ist eine Detektoreinrichtung 2 zum Erfassen von Druckparametern und Strömungswerten angeordnet. Das Steuergerät 12 weist ein Luftzuführungsaggregat in Form eines Gebläses 7 mit einem Motor 7.1 auf, das über eine Abgangsleitung 13, die über einen Atemgasbefeuchter 4 mit einer Heizung 4.1 an den Patientenschlauch 3 angeschlossen ist. Zwischen dem Gebläse 7 und dem Atemgasbefeuchter 4 sind vorliegend zwei Abzweigleitungen 13.1 und 13.2 vorgesehen, in denen ein steuerbares Ventil 5 bzw. ein Druckausgleichsventil 6 liegen. Zur Steuerung des Gebläses 7 bzw. des Motors 7.1 ist eine Motorsteuerung 9.1 vorgesehen, die beispielsweise eine Ausgangsspannung zur Speisung des Motors 7.1 von 24 VDC erzeugt. Die Motorsteuerung ist ihrerseits Teil einer Steuereinrichtung 9, die auch eine Ventilsteuerung 9.2 für das steuerbare Ventil 5 aufweist. Die Steuereinrichtung 9 ist zur Einstellung von Steuerparametern mit einer Bedieneinheit 10 verbunden, die eine Tastatur bzw. andere Einstellknöpfe und eine Anzeigevorrichtung, wie z. B. eine LCD-Anzeige aufweist. Ferner ist an die Steuereinrichtung 9 eine Fernbedienung 10.1 anschließbar, über die lediglich autorisiertes Personal Steuerparameter einstellen kann.

Ferner ist eine Spannungsversorgung 8 für den Betrieb der elektrischen Einheiten vorgesehen.

Das Gebläse saugt über ein Ansaugfilter 11, über das Bakterien ferngehalten werden, und eine Eingangsleitung 14, Umgebungsluft an.

Die Steuereinrichtung 9 empfängt von der Detektoreinrichtung 2 die Druck- und Strömungsmeßwerte und steuert das Gebläse 7 und das steuerbare Ventil 5 aufgrund der empfangenen Meßwerte, der eingestellten Steuerparameter sowie in der Steuereinrichtung vorgegebener Ablaufroutinen, auf die vorliegend im einzelnen nicht näher eingegangen wird, da diese als bekannt vorausgesetzt werden.

Die Bedienung erfolgt im Quasi-Dialog über die Bedieneinheit 10. Auf der LCD-Anzeigevorrichtung werden vorzugsweise folgende Funktionen angezeigt: Atemdruck bei Inspiration und Exspiration, Betriebsstundenzähler, der angibt, wie lange der Patient schon an dem Beatmungsgerät angeschlossen ist, Zeit bis zum nächsten Filterwechsel, Zeit für eine Rampe, d. h. wie schnell die Drücke von anfänglichen Werten auf die endgültigen Werte gebracht werden sollen, Druck bei Rampenbeginn, Zustand der Atemgasheizung, die über die Steuereinrichtung 9 oder getrennt regelbar ist, sowie Zustand der Atemgasbefeuchtung, die ebenfalls regelbar ist. Einem autorisierten Personal steht es insbesondere zu, den Einatmungsdruck und den Ausatmungsdruck, die Luftströmung, die Atemfrequenz, das Verhältnis Einatmung/Atemzug, die Triggerschwelle Einatmung nach Ausatmung, die Triggerschwelle Ausatmung nach Einatmung sowie die Betriebsart zu wählen und zu überwachen. Unter Betriebsart ist hierbei zwischen einer assistierten Betriebsart, bei der die Druckumschaltung ausschließlich durch Erkennen von Einatmungs-/Ausatmungsphase mittels Strömungsmessung erfolgt, der kontrollierten Betriebsart, bei der die Druckumschaltung ausschließlich zeitgesteuert erfolgt, wobei Atemfrequenz und Verhältnis von Einatmungs- zu Ausatmungsdauer von autorisiertem Personal eingestellt werden, und der assistiert/kontrollierten Betriebsart zu unterscheiden, bei der die Druckumschaltung assistiert erfolgt. Wird dabei nach einer festgelegten Zeit (z. B. 30 sec.) keine Inspiration erkannt, so erfolgt die Druckumschaltung kontrolliert, bis wieder selbständige Einatmung erkannt wird.

Die Empfindlichkeit für das Erkennen von Einatmungs- zu Ausatmungsphase bei assistiertem Betrieb wird von autorisiertem Personal eingestellt. Ebenso wird die maximale Strömung (flow) der von der Drehzahl eines Ringverdichters des Gebläses 7 abhängt, von autorisiertem Personal eingestellt. Für diesen Zweck ist eine Fernbedienung vorgesehen, die an die Steuereinrichtung 9 anschließbar ist oder dieser drahtlos die Eingaben des autorisierten Personals übermittelt. Die Steuereinrichtung 9 erkennt, daß sie über die Fernbedienung 10.1 angesprochen wird und läßt die Eingabe der entsprechenden Steuerparameter zu.

Bei Druckabfall (Verrutschen der Patienten-Maske 1) oder bei fehlender Umschaltung auf Einatmungsdruck wird nach einer festgelegten Zeit (Apnoe) eine optische und/oder akustische Alarmmeldung ausgelöst. Der Einatmungsdruck und der Ausatmungsdruck sind zwischen 3 und 20 mbar einstellbar. Der eingestellte Druck bleibt während des Atemzyklus konstant.

Zusätzlich zu der LCD-Anzeigevorrichtung der Bedieneinheit 10 können LCD's zur Betriebsarten-Anzeige, für einen Gefahrenzustand sowie für einen Einatmungszustand in grün, rot bzw. gelb vorgesehen sein.

Ferner können ein nicht rücksetzbarer Betriebsstundenzähler, dessen Anzeige auf Tastendruck auf der alphanumerischen LCD-Anzeigevorrichtung erscheint, sowie eine rückstellbare Filterwechselanzeige für den Ansaugfilter 11 vorgesehen sein, damit stets gereinigte Atemluft zur Verfügung gestellt wird.

Die Einatmungs- und Ausatmungsphase erkennt die Steuereinrichtung 9 über die Messung der Luftströmung während der Einatmungs- und Ausatmungsphase, wobei die Meßwerte vorzugsweise in der Maske 1 erfaßt werden, und sie steuert den Druck entsprechend, so daß die Atemwege des Patienten freigehalten werden.

Für die Kontrolle und Einflußnahme durch das Fachpersonal ist die Steuereinrichtung 9 derart ausgebildet, daß sie mittels einer Speichereinrichtung eine Druckverlaufskurve, aus der insbesondere die Einatmungszeit und die Ausatmungszeit erkennbar sind, für eine Dauer von mindestens 10 Stunden speichert. Bei Bedarf können die Daten über eine serielle Schnittstelle auf ein Ausgabegerät, z. B. einen PC überspielt werden. Nach Ablauf der Speicherzeit ist die Kurve in der Speichereinrichtung überschreitbar.

Das Beatmungsgerät kann mittels Netzspannung (220 V/50 Hz oder 120 V/60 Hz) oder autonom betrieben werden und ist so klein, daß es auch bequem auf Reisen mitnehmbar ist. Auch ist es im Betrieb leise, so daß der schlafende Patient nicht gestört wird. Auch hierbei ist es von Vorteil, daß die Detektoreinrichtung 2 im Bereich der Atmungswege des Patienten angeordnet ist, so daß der Patientenschlauch 3 im Vergleich zu bisher bekannten Geräten relativ lang gewählt werden kann, ohne daß hierdurch die Meßwerte und die Steuerung des Gerätes verfälscht werden.

Claims

1. Beatmungsgerät mit einem Steuergerät und einer mit diesem über einen Patientenschlauch verbundene Patienten-Anschlußeinheit, bei dem in dem Steuergerät ein Luftzuführungsaggregat mit einer mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Eingangsleitung und einer mit dem Schlauch verbundenen Abgangsleitung sowie eine Spannungsversorgungseinrichtung und eine Steuereinrichtung vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung das Luftzuführungsaggregat und mindestens ein an der Strecke zwischen dem Luftzuführungsaggregat und der Patienten-Anschlußeinheit angeschlossenes Ventil aufgrund von mittels einer Detektoreinrichtung erfaßten Strömungs- und Drucksignalen steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (2) in dem Verbindungsbereich zwischen der Patienten-Anschlußeinheit (1) und dem Patientenschlauch (3) oder in der Patienten-Anschlußeinheit (1) angeordnet ist,
daß in die Strecke zwischen dem Luftzuführungsaggregat (7.1) und der Patienten-Anschlußeinheit (1) ein Atemgasbefeuchter (4) geschaltet ist, und daß der Atemgasbefeuchter (4) eine Heizung (4.1) aufweist.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (4.1) regelbar ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das gesteuerte Ventil (5) zwischen dem Luftzuführungsaggregat (7) und dem Atemgasbefeuchter (4) in einer an der Abgangsleitung (13) angeschlossenen Abzweigleitung (13.1) liegt, und
daß in einer weiteren Abzweigleitung (13.2) ein Druckausgleichventil (6) liegt.

4. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eingangsleitung (14) oder an deren der Umgebungsluft zugekehrtem Ende ein Bakterienansaugfilter (11) angeordnet ist.

5. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzuführungsaggregat (7) ein Gebläse mit Motor (7.1) ist.

6. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuereinrichtung (9) eine Bedieneinheit (10) mit Eingabetastatur und Anzeigevorrichtung angeschlossen ist, über die Steuerparameter eingebbar und anzeigbar sind.

7. Beatmungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerparameter den Atemdruck bei Einatmung und Ausatmung, die Betriebsstunden, die Zeit bis zum nächsten Filterwechsel, die Zeit für eine anfängliche Druckanlauframpe, den Druck bei Rampenbeginn, den Zustand der Atemgasheizung und der Atemgasbefeuchtung, die Luftströmung, die Atemfrequenz, das Verhältnis Einatmung/Atemzug, eine erste Triggerschwelle bei der Einatmung nach Ausatmung, eine zweite Triggerschwelle bei der Ausatmung nach Einatmung und/oder eine Betriebsart betreffen.

8. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Betriebsart, eines Gefahrenzustandes und eines Ausatmungszustandes zugeordnete Leuchtdioden vorgesehen sind.

9. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (9) eine Speichereinrichtung aufweist, in der zumindest die Einatmungszeit und die Ausatmungszeit einer Druckverlaufkurve erkennbar sind.

10. Beatmungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverlaufkurve über mindestens zehn Stunden speicherbar ist und danach in der Speichereinrichtung überschreibbar ist.

11. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einatmungsdruck und der Ausatmungsdruck zwischen 3-20 mbar einstellbar sind, und
daß bei Druckabfall oder fehlender Umschaltung auf Einatmungsdruck nach einer festgelegten Zeitspanne eine optische und/oder akustische Alarmmeldung ausgelöst wird.