DE4342310A1 - Atemsystem mit gesteuertem Atemgasfluß - Google Patents
Atemsystem mit gesteuertem AtemgasflußInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Atemsystem mit durch
Richtungsventile gesteuertem Atemgasfluß in einer zu
einem Patienten führenden Atemgaszufuhrleitung und
einer Atemgasrückleitung, mit einem die
Atemgasleitungen zu einem Atemgaskreislauf verbindenden
CO₂-Absorber, einem ansteuerbaren Ventilelement in
der Atemgasrückleitung strömungsaufwärts des
CO₂-Absorbers, einer volumenveränderbaren
Atemgasfördereinheit und einer Frischgaszufuhrleitung.
Ein Atemsystem der genannten Art ist aus der
EP-B 122 301 bekanntgeworden. Das bekannte Atemsystem
besitzt eine Atemgaszufuhrleitung und eine
Atemgasrückleitung, welche über einen CO₂-Absorber
ringförmig zu einem Atemgaskreislauf, im folgenden mit
Atemkreislauf bezeichnet, zusammengeschaltet sind.
Mittels eines Inspirationsventils in der
Atemgaszufuhrleitung, eines Exspirationsventils in der
Atemgasrückleitung und einer Atemgasfördereinheit
strömungsabwärts des CO₂-Absorbers wird der
Atemgasstrom in einer durch die Atemphasen
vorbestimmten Strömungsrichtung über die
Atemgaszufuhrleitung zum Patienten hin bzw. von diesem
zurück in die Atemgasrückleitung gepumpt. Zwischen dem
Exspirationsventil und dem CO₂-Absorber befindet sich
ein Ventilelement, welches durch den sich während der
Inspiration im Atemkreislauf aufbauenden Druck in
Schließstellung geschaltet wird, so daß das von der
Atemgasfördereinheit geförderte Atemgasvolumen dem
Patienten zugeführt werden kann. Zur Substitution des
vom Patienten verbrauchten Atemgases wird in der Nähe
der Atemgasfördereinheit über eine
Frischgaszufuhrleitung frisches Atemgas in das
Atemsystem eingespeist und überschüssiges Gas über ein
Überschußgas-Ablaßventil in die Narkosegasfortleitung
abgelassen. Während der Exspiration strömt das Atemgas
durch die Atemgasrückleitung und den CO₂-Absorber
wieder in die Atemgaszufuhrleitung, wo es mit frischem
Atemgas vermischt wird, um danach während des nächsten
Inspirationshubes dem Patienten wieder zugeführt zu
werden.
Bei dem bekannten Atemsystem ist nachteilig, daß das
über die Frischgaszufuhrleitung eingespeiste Atemgas,
welches als trockenes Gas direkt einem Gasreservoir,
z. B. einer Druckgasflasche, entnommen wird, auf
direktem Wege zum Patienten gelangt, ohne daß eine
vorherige Anfeuchtung möglich ist. Weiter ist
nachteilig, daß durch die Frischgaseinspeisung
strömungsabwärts des CO₂-Absorbers und das dort auch
angeordnete Überschußgas-Auslaßventil eine schlechte
Frischgasausnutzung gegeben ist, da ein Teil des bei
der Exspiration einfließenden frischen Atemgases
zusammen mit dem vom Patienten exspirierten Atemgases
durch das Überschußgas-Auslaßventil verloren geht und
für den folgenden Inspirationshub nicht mehr genutzt
werden kann. Um diesen Gasverlust zu kompensieren,
werden derartige Atemsysteme mit einem hohen
Atemgasüberschuß in der Frischgaszufuhrleitung
betrieben, welcher um ein Vielfaches größer ist als das
vom Patienten tatsächlich verbrauchte Gasvolumen. Für
eine optimale Frischgasausnutzung ist daher die genaue
Anordnung und das Zusammenspiel der Komponenten im
Atemsystem von entscheidender Bedeutung. Durch hohen
Frischgaszufluß entsteht außerdem ein zusätzlicher
statischer Druck im Atemkreislauf, der die Atmung des
Patienten behindert und auch die Ansteuerbarkeit des
Ventilelementes ungünstig beeinflußt. Bei dem bekannten
Atemsystem ist außerdem nachteilig, daß die Ansteuerung
des Ventilelementes über den Druck im Atemsystem durch
Artefakte, wie z. B. Husten, beeinträchtigt sein kann.
So kann es vorkommen, daß das Ventilelement durch einen
plötzlichen Druckanstieg im Atemsystem, z. B. beim
Husten, geschlossen wird und der Patient nicht ausatmen
kann.
Aus der DE-A 41 42 295 ist ein Ventil zur Erzeugung
eines Steuerdrucks in einem pneumatischen Schaltkreis
eines Beatmungsgerätes bekanntgeworden, welches an eine
Atemgasfördereinrichtung derart angeschlossen ist, daß
während einer vorgewählten Atemphase ein Steuerdruck
erzeugt wird, mit dem ein Steuerventil des
Beatmungsgerätes von einer Öffnungs- in eine
Schließstellung geschaltet wird. Das Steuerventil ist
im vorliegenden Fall ein Zufuhrventil in einer an das
Atemsystem angeschlossenen Frischgaszufuhrleitung.
Während der Inspirationsphase ist das Steuerventil
geschlossen, damit das von der Atemgasfördereinheit
geförderte Hubvolumen nicht durch zuströmendes
Frischgas vergrößert wird. Der Fachmann erhält aus
dieser Druckschrift die Anregung, durch welche
Schaltungsmaßnahme eine genaue Dosierung des
inspiratorischen Hubvolumens erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Atemsystem hinsichtlich Anpassung der
Atemgasventilation an den Bedarf des Patienten zu
verbessern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß das
Ventilelement als ein von der Atemgasrückleitung
T-förming abzweigendes Überschußgas-Auslaßventil
geschaltet ist, und daß der CO₂-Absorber einen in
seinen Innenraum mündenden Anschlußstutzen besitzt, an
welchen die Frischgaszufuhrleitung angeschlossen ist.
Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen
darin, daß durch die Positionierung des
Überschußgas-Auslaßventils strömungsaufwärts des
CO₂-Absorbers in Verbindung mit der
Frischgaseinspeisung in den Innenraum des
CO₂-Absorbers einerseits eine gegenüber dem bekannten
Atemsystem verbesserte Frischgasausnutzung und
andererseits eine Anfeuchtung des in das Atemsystem
einströmenden Frischgases erreicht wird. Aufgrund der
guten Frischgasausnutzung kann bei dem
erfindungsgemäßen Atemsystem die über die
Frischgaszufuhrleitung in das Atemsystem einströmende
Atemgasmenge auf einen kleineren Wert eingestellt
werden, wodurch der auf den Patienten wirkende
statische Druck innerhalb des Atemsystems deutlich
reduziert wird. Die Anfeuchtung und Anwärmung des in
den CO₂-Absorber einströmenden Frischgases ergibt
einen gleichmäßigen Feuchteanteil innerhalb des dem
Patienten bei der Inspiration zugeführten
Atemgasvolumens. Da bei der Absorption von CO₂ im
CO₂-Absorber Wasser anfällt, ist durch die
erfindungsgemäß angegebene Frischgaseinspeisung eine
einfache Anfeuchtung des Frischgases möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, das Überschußgas-Auslaßventil durch einen
Steuerdruck zu betätigen, welcher strömungsabwärts des
CO₂-Absorbers bei der Kontraktion des Fördervolumens
der Atemgasfördereinheit als Staudruck vor einem der
Atemgasfördereinheit nachgeschalteten
Strömungs-Drosselelement gebildet ist. Hierdurch wird
eine verbesserte Exspiration des Patienten erreicht, da
die erfindungsgemäße Atemphasensteuerung nur eine
geringe Anfälligkeit gegenüber Artefakten, wie z. B.
Hustenstößen, aufweist.
Diese Vorteile sind besonders bei der Handbeatmung
spürbar, da hier für die Ansteuerung von Ventilen, die
den Atemgasfluß beeinflussen, nur pneumatische
Drucksignale zur Verfügung stehen, die aus dem
Druckwechsel zwischen Inspiration und Exspiration,
d. h. synchron mit der Kontraktion des Fördervolumens
des Handbeatmungsbeutels erzeugt werden müssen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Atemsystem für
halbgeschlossene Betriebsart,
Fig. 2 das Atemsystem nach der Fig. 1 für
halboffene Betriebsart.
Fig. 1 zeigt ein erstes Atemsystem (100) mit einer zu
einem Patienten (1) führenden Atemgaszufuhrleitung (2)
und einer Atemgasrückleitung (3), welche über einen
CO₂-Absorber (4) ringartig zu einem Atemkreislauf
verbunden sind. Der Atemgasfluß wird durch
Richtungsventile (5, 6, 7) in der Atemgaszufuhrleitung
(2) und in der Atemgasrückleitung (3) gesteuert. In der
Atemgasrückleitung (3) befinden sich weiter ein
PEEP-Ventil (8) zur Einstellung eines
endexspiratorischen Überdruckes, ein
Druckbegrenzungsventil (9) für die
Maximaldruckbegrenzung im Atemkreislauf, ein
Restdruck-Ventil (10) zur Aufrechterhaltung eines
Mindestdruckes in der Atemgasrückleitung (3) und ein
Überschußgas-Auslaßventil (11) mit einer ersten
Steuerleitung (12).
Strömungsabwärts des CO₂-Absorbers (4) ist über ein
Strömungsdrosselelement (13) ein Handbeatmungsbeutel (14)
als Atemgasfördereinheit an die Atemgaszufuhrleitung
(2) angeschlossen, wobei die erste Steuerleitung (12)
T-förmig von einer Verbindungsleitung (15) zwischen dem
Strömungs-Drosselelement (13) und dem
Handbeatmungsbeutel (14) abzweigt. Der CO₂-Absorber
(4) besitzt einen Anschlußstutzen (16), welcher in
seinen mit Chemikalmasse (41) gefüllten Innenraum
mündet und welcher mit einer Frischgaszufuhrleitung
(17) zur Einspeisung von frischem Atemgas in die
Atemgaszufuhrleitung (2) verbunden ist. Zwischen den
Richtungsventilen (5, 6) ist ein fremdgesteuerter
Beatmungsbalg (18) an die Atemgaszufuhrleitung (2)
angeschlossen, mit dem eine automatische Beatmung
durchführbar ist. Der Beatmungsbalg (18) wird von
einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Steuereinheit
angetrieben, und mit der Steuereinheit ist über eine
zweite Steuerleitung (121) das
Überschußgas-Auslaßventil (11) verbunden, welches durch
die Steuereinheit während der Inspiration in
Schließstellung und während der Exspiration in
Öffnungsstellung schaltbar ist. Während der
Handbeatmung ist der Beatmungsbalg (18) blockiert und
der Signalfluß von der Steuereinheit zur zweiten
Steuerleitung (121) ist unterbrochen, so daß das
Überschußgas-Auslaßventil (11) nur über die erste
Steuerleitung (12) betätigbar ist.
Im folgenden soll die Handbeatmung näher erläutert
werden:
Über die Frischgaszufuhrleitung (17) strömt kontinuierlich frisches Atemgas in den CO₂-Absorber (4) und wird durch die in seinem Innenraum befindliche Chemikalmasse (41) angefeuchtet. Durch Kontraktion des Handbeatmungsbeutels (14) wird ein Inspirationshub eingeleitet, bei dem Atemgas über die Richtungsventile (5, 6) zum Patienten gefördert wird. Über das Richtungsventil (7) kann während der Inspiration kein Atemgas fließen. Bei der Kontraktion des Handbeatmungsbeutels (14) entsteht in der ersten Steuerleitung (12) durch das Strömungs-Drosselelement (13) ein Staudruck, der als Steuerdruck das Überschußgas-Auslaßventil (11) ansteuert und in Schließstellung schaltet. Am Ende der Inspiration, wenn der Handbeatmungsbeutel (14) vollständig ausgedrückt ist, ist die erste Steuerleitung (12) drucklos und das Überschußgas-Ablaßventil (11) ist in Öffnungsstellung, so daß überschüssiges Atemgas über das Restdruck-Ventil (10) abgelassen werden kann, während das übrige Ausatemgas durch den CO₂-Absorber (4) zurück in die Atemgaszufuhrleitung (2) fließt. Innerhalb des CO₂-Absorbers (4) vermischt sich das Exspirationsgas mit dem angefeuchteten, frischen Atemgas, bevor es beim nächsten Inspirationshub dem Patienten (1) wieder zugeführt wird. Da der CO₂-Absorber (4) innerhalb des Atemkreislaufes einen Strömungswiderstand darstellt, gegen den der Patient (1) anatmen muß, wird ein großer Teil des ausgeatmeten Gases über das Überschußgas-Auslaßventil (11) während der Exspiration aus der Atemgasrückleitung (3) abgelassen, so daß der Patient (1) in hohem Maße mit frischem Atemgas beatmet wird, welches über die Frischgaszufuhrleitung (17) eingespeist wird. Hierdurch ergibt sich eine gute Frischgasausnutzung innerhalb des Atemsystems. Da der Steuerdruck für das Überschußgas-Auslaßventil (11) außerhalb der Atemgasleitungen (2, 3) erzeugt wird, ist die Handbeatmung wenig anfällig gegen Artefakte, wie z. B. Hustenstöße.
Über die Frischgaszufuhrleitung (17) strömt kontinuierlich frisches Atemgas in den CO₂-Absorber (4) und wird durch die in seinem Innenraum befindliche Chemikalmasse (41) angefeuchtet. Durch Kontraktion des Handbeatmungsbeutels (14) wird ein Inspirationshub eingeleitet, bei dem Atemgas über die Richtungsventile (5, 6) zum Patienten gefördert wird. Über das Richtungsventil (7) kann während der Inspiration kein Atemgas fließen. Bei der Kontraktion des Handbeatmungsbeutels (14) entsteht in der ersten Steuerleitung (12) durch das Strömungs-Drosselelement (13) ein Staudruck, der als Steuerdruck das Überschußgas-Auslaßventil (11) ansteuert und in Schließstellung schaltet. Am Ende der Inspiration, wenn der Handbeatmungsbeutel (14) vollständig ausgedrückt ist, ist die erste Steuerleitung (12) drucklos und das Überschußgas-Ablaßventil (11) ist in Öffnungsstellung, so daß überschüssiges Atemgas über das Restdruck-Ventil (10) abgelassen werden kann, während das übrige Ausatemgas durch den CO₂-Absorber (4) zurück in die Atemgaszufuhrleitung (2) fließt. Innerhalb des CO₂-Absorbers (4) vermischt sich das Exspirationsgas mit dem angefeuchteten, frischen Atemgas, bevor es beim nächsten Inspirationshub dem Patienten (1) wieder zugeführt wird. Da der CO₂-Absorber (4) innerhalb des Atemkreislaufes einen Strömungswiderstand darstellt, gegen den der Patient (1) anatmen muß, wird ein großer Teil des ausgeatmeten Gases über das Überschußgas-Auslaßventil (11) während der Exspiration aus der Atemgasrückleitung (3) abgelassen, so daß der Patient (1) in hohem Maße mit frischem Atemgas beatmet wird, welches über die Frischgaszufuhrleitung (17) eingespeist wird. Hierdurch ergibt sich eine gute Frischgasausnutzung innerhalb des Atemsystems. Da der Steuerdruck für das Überschußgas-Auslaßventil (11) außerhalb der Atemgasleitungen (2, 3) erzeugt wird, ist die Handbeatmung wenig anfällig gegen Artefakte, wie z. B. Hustenstöße.
In der Fig. 2 ist ein zweites Atemsystem (200)
veranschaulicht, welches gegenüber dem ersten
Atemsystem (100) für halbgeschlossene Betriebsart mit
Rückatmung des Exspirationsgases, eine Beatmungsform in
der halboffenen Betriebsart, d. h. ohne Rückatmung
erlaubt. Gleiche Komponenten sind mit gleichen
Bezugsziffern der Fig. 1 bezeichnet. Unterschiedlich
gegenüber dem ersten Atemsystem (100) ist, daß der
CO₂-Absorber (4) durch ein Rückschlagventil (20)
ersetzt ist und die Frischgaszufuhrleitung (17) über
einen Anfeuchter (19) an die Atemgaszufuhrleitung (2)
angeschlossen ist.
Claims (2)
1. Atemsystem mit durch Richtungsventile (5, 6, 7)
gesteuertem Atemgasfluß in einer zu einem
Patienten (1) führenden Atemgaszufuhrleitung (2)
und einer Atemgasrückleitung (3), mit einem die
Atemgasleitungen (2, 3) zu einem Atemgaskreislauf
verbindenden CO₂-Absorber (4), einem
ansteuerbaren Ventilelement (11) in der
Atemgasrückleitung (3) strömungsaufwärts des
CO₂-Absorbers (4), einer volumenveränderbaren
Atemgasfördereinheit (14) und einer
Frischgaszufuhrleitung (17), dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilelement als ein von
der Atemgasrückleitung (3) T-förming abzweigendes
Überschußgas-Auslaßventil (11) geschaltet ist, und
daß der CO₂-Absorber (4) einen in seinen
Innenraum mündenden Anschlußstutzen (16) besitzt,
an welchen die Frischgaszufuhrleitung (17)
angeschlossen ist.
2. Atemsystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Überschußgas-Auslaßventil
(11) durch einen Steuerdruck betätigt ist, welcher
strömungsabwärts des CO₂-Absorbers (4) bei der
Kontraktion des Fördervolumens der
Atemgasfördereinheit (14) als Staudruck vor einem
der Atemgasfördereinheit (14) nachgeschalteten
Strömungs-Drosselelement (13) gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4342310A DE4342310C2 (de) | 1993-12-11 | 1993-12-11 | Atemsystem mit gesteuertem Atemgasfluß |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4342310A DE4342310C2 (de) | 1993-12-11 | 1993-12-11 | Atemsystem mit gesteuertem Atemgasfluß |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4342310A1 true DE4342310A1 (de) | 1995-06-14 |
DE4342310C2 DE4342310C2 (de) | 1998-11-05 |
Family
ID=6504767
Family Applications (1)
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DE4342310A Expired - Fee Related DE4342310C2 (de) | 1993-12-11 | 1993-12-11 | Atemsystem mit gesteuertem Atemgasfluß |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4342310C2 (de) |
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- 1993-12-11 DE DE4342310A patent/DE4342310C2/de not_active Expired - Fee Related
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