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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Ausatmungsüberdruck-Oszillationsatemtherapievorrichtung
zur Benutzung von einem Einzelpatienten, die eine Überbrückung des
Luftströmungskreislaufs herbeiführt, und
im Besonderen eine Ausatmungsüberdruck-Oszillationsatemtherapievorrichtung
zum Einbau in den Ausatmungsteilkreis eines Beatmungskreislaufs,
die von einem Patienten durch die passive Ausatmung im Zuge des
Atemzyklus betätigt werden
kann. Ist die Vorrichtung in einem eingeschalteten oder aktiven
Betriebszustand, so legt sie bei der Ausatmung einen Oszillations-Ausatmungsdruck
an den Patienten an, um Absonderungen zu lösen, während sie im ausgeschalteten
oder Überbrückungsbetriebszustand
die ungehinderte Strömung
der Luft durch die Vorrichtung mit minimalem oder gar kleinem Druckabfall
zulässt.
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Patienten
mit Lungenleiden, die zur Produktion großer Mengen an Schleim in den
Lungen führen,
sind bei der Ausscheidung dieser Absonderungen häufig auf Hilfe angewiesen.
Werden diese Absonderungen in der Lunge gelassen, so tritt eine Obstruktion
der Atemwege auf, was wiederum zu schwacher Sauerstoffversorgung
und möglicherweise
zu Lungenentzündung
und/oder Tod führen
kann. Eine klinisch anerkannte Behandlungsmethode für diese
Erkrankung ist ein Verfahren, das als Ausatmungsüberdrucktherapie, kurz PEP
(für "positive expiratory
pressure") genannt,
bezeichnet wird. Bei der PEP-Therapie atmet ein Patient entgegen
einem Widerstand aus, um einen Ausatmungsdruck mit einer im Wesentlichen
konstanten Strömungsrate
zu erzeugen. Der vorgeschriebene Ausatmungsdruck liegt im Allgemeinen
in einem Bereich von 10–20
cm H2O obwohl auch andere Druckbereiche
und Drücke
verwendet werden können.
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Wird
die PEP-Therapie angewendet, so atmet der Patient durch eine Öffnungsdrossel
ein, um in der Lunge bei der Ausatmung einen Überdruck zu erzeugen, wobei
der Druck am Ende der Ausatmung auf null abfällt. Durch Wählen der
passenden Größe der Öffnung wird
ein bestimmter Druck für
die durch einen bestimmten Patienten erzeugte Ausatmungsströmungsrate
festgelegt. Diese erweiterte, im Wesentlichen konstante Strömung von
Ausatmungsluft, deren Druck erhöht
ist, hat sich als wirksam erwiesen, um Abscheidungen, die sich in
der Lunge oder in den größeren A temwegen
angesammelt haben, zu lösen,
sodass diese Abscheidungen durch Husten ausgeschieden werden können. Zudem
wurde herausgefunden, dass die PEP-Therapiebehandlung bei der Behandlung
von Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD),
chronischer Bronchitis, zystischer Fibrose, Atelektase oder anderen Leiden,
die zu angesammelten Abscheidungen führen, durch die Kombination
der Ausatmungsüberdrucktherapie
mit Atemwegsoszillation und intermittierender Luftströmungsbeschleunigung
verbessert werden kann.
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Die
europäische
Patentanmeldung Nr.
EP 1 103
287 offenbart eine verbesserte PEP-Therapievorrichtung,
die einen Ausatmungsüberdruck
mit variabler Frequenz und variabler Größe bereitstellt, indem eine
nicht-lineare Öffnung
zum Einstellen und Aufrechterhalten einer gewünschten Ausatmungsüberdruckoszillation
gemäß einem
vorbestimmten Druckbereich der Ausatmungsluft eines Patienten verwendet
wird.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst eine Ausatmungsüberdruck-Oszillationsatemtherapievorrichtung,
die in den Ausatmungsteilkreis eines Beatmungskreislaufs eingebaut
ist. Dementsprechend ermöglicht
diese Vorrichtung einem an einem Beatmungsgerät angeschlossenen Patienten,
seine Ausatmungsüberdrucktherapie
mit Atemwegsoszillation und intermittierender Luftströmungsbeschleunigung zu
kombinieren, wobei diese Atemtherapiebehandlung ohne Unterbrechung überbrückt werden
kann, sobald der Beatmungskreislauf hergestellt wurde. Auf diese
Weise wird die gesamte Atemluft im Beatmungskreislauf berücksichtigt
und das Atemluftvolumen kann präzise überwacht
werden.
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Wie
Gesundheitsdienstleistern im Bereich der Atemtherapie bekannt ist,
wird das Volumen der Ausatmungsluft in einem Beatmungskreislauf
streng überwacht.
Sobald diese Vorrichtung in den Ausatmungsteilkreis des Beatmungskreislaufs
eingebaut wurde, muss der Beatmungskreislauf nicht mehr unterbrochen
werden, sodass der Gesundheitsdienstleister die gesamte Ausatmungsluft
berücksichtigen und
die Integrität
des Beatmungskreislaufs aufrechterhalten kann. Außerdem ist
die Vorrichtung so konstruiert, dass jedwede Kondensflüssigkeit,
die sich in der Vorrichtung bildet, durch den Innenaufbau, der den
Ausfluss von Kondensflüssigkeit
aus der Vorrich tung in den Beatmungskreislauf erleichtert, aus dem Gehäuse abgeleitet
wird. Außerdem
ermöglicht
die Transparenz des Gehäuses
die Inspektion des Inneren um zu gewährleisten, dass keine Kondensflüssigkeit
in der Vorrichtung eingeschlossen ist.
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Es
ist Gesundheitsdienstleistern weiters bekannt, dass die Verwendung
eines an den Patienten angelegten Oszillationsausatmungsdrucks genau überwacht
werden muss. Zu diesem Zweck umfasst ein Beatmungskreislauf eine
Vorrichtung zur strengen Überwachung
des Endausatmungsüberdrucks (PEEP, "postive end expiratory
pressure"). Demnach muss
das Ausmaß des
Ausatmungsluft-Druckaufbaus im Eröffnungsdruckzyklus zur Erzeugung
der Atemwegsoszillation und der intermittierenden Luftströmungsbeschleunigung
sorgsamst geregelt werden. Zu diesem Zweck ist die vorliegende Erfindung so
konzipiert, dass beim eingeschalteten Zyklus oder aktiven Betriebszustand
die Oszillationsausatmung während
des gesamten Ausatmungsluftzyklus erfolgt, bis der Ausatmungsluftdruck
auf einen Punkt abgefallen ist, bei dem keine Oszillation mehr auftreten
kann, der zulässige
PEEP aber niemals überschritten
wird.
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Ausatmungsüberdruck-Oszillationstherapievorrichtung
gemäß Anspruch
1 bereit.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eines oder mehrere der Probleme
oder Nachteile, die die derzeitige Technologie mit sich bringt,
zu lösen. Wie
aus der folgenden detaillierten Beschreibung besser und vollständiger hervorgeht,
ist die vorliegende Erfindung als Ausatmungsüberdruck-Oszillationstherapievorrichtung
ausgeführt,
die zum Einbau in einen Beatmungskreislauf gedacht ist. Die Vorrichtung
umfasst eine Überbrückung zum
selektiven Leiten der von einem Patienten ausgestoßenen Ausatmungsluft
durch die Vorrichtung, zum Zweck der Oszillations-PEP-Behandlung, oder
zum Überbrücken der
Vorrichtung, um die Ausatmungsluft des Patienten direkt durch den
Beatmungskreislauf strömen
zu lassen. Auf diese Weise bleibt ab dem Zeitpunkt des Einbaus der
Vorrichtung in einen Beatmungskreislauf die Integrität des Beatmungskreislaufs
ohne Unterbrechung aufrecht, und das Ausatmungsluftvolumen des Patienten
kann präzise überwacht
werden.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Ziele der Erfindung gehen gemeinsam mit zusätzlichen Merkmalen, die zur
Erreichung dieser beitragen, und Vorteilen, die sich aus diesen ergeben,
aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hervor, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt
ist, bei denen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Bestandteile
kennzeichnen und in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der zusammengefügten Erfindung ist;
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2 eine
perspektivische Explosionsansicht der Erfindung ist, wobei zur besseren
Veranschaulichung ihrer Innenstruktur Abschnitte weggelassen wurden;
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3 eine
perspektivische Explosionsansicht des Schwinghebel- und Bühnenabschnitts
der Erfindung ist, um die Art, auf die ein Benutzer einen Oszillations-Ausatmungsüberdruck
erzeugt und wie die Größe und die
Frequenz der Oszillation eingestellt werden kann, besser zu veranschaulichen.
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die 4, 5 und 6 ein
Seitenprofil, eine Draufsicht bzw. eine Vorderprofilansicht des Bühnenabschnitts
der Erfindung sind, um einen Abschnitt der Struktur, die die nichtlineare Öffnung bildet,
und einen Abschnitt der Struktur zum Einstellen der Größe und der
Frequenz des Oszillations-Ausatmungsüberdrucks zu veranschaulichen;
die 7, 8 und 9 ein Seitenprofil,
eine Draufsicht bzw. eine Vorderprofilansicht des Schwinghebelabschnitts
der Erfindung sind, wobei Teile davon ausgeschnitten sind, um die
Innenstruktur besser zu veranschaulichen, der in Kombination mit
der Bühnenstruktur
aus den 4–6 verwendet
wird, um die nicht-lineare Öffnung
zu bilden und den Oszillations-Ausatmungsüberdruck zu erzeugen;
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10 eine
perspektivische Ansicht eines Einstellungsdrehscheibenabschnitts
der Erfindung ist, um die Art zu veranschaulichen, auf die der in
den 4–6 veranschaulichte
Bühnenabschnitt
in Bezug auf den in den 7–9 dargestellten Schwinghebelabschnitt
positionierbar ist, um die Bewegung des Schwinghebelabschnitts zur
Steuerung der Oszillationsfrequenz und des Drucks zu bestimmen;
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11 eine
vergrößerte Ansicht
eines Endabschnitts des oberen Gehäuses der Erfindung ist, um
die Art, auf die die Bewegung der in 10 veranschaulichten
Einstellungsdrehscheibe gesteuert wird, zu veranschaulichen;
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12 eine
Querschnittsansicht des Strömungsröhrenabschnitts
der Erfindung entlang der Linie 12-12 aus 3 ist;
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13 eine
vergrößerte, perspektivische Ansicht
des Kopf- und Schaftabschnitts eines Luftströmungs-Regelungsventils ist,
dessen Betrieb die Luftströmungsbewegung
durch die Strömungsröhre zwischen
dem Oszillationsdruckabschnitt oder dem Überbrückungsabschnitt der Erfindung
steuert;
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14 eine
graphische Darstellung des Betriebs der Erfindung im eingeschalteten
oder aktiven Modus ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Bezug
nehmend auf die Zeichnungen ist in den 1 und 2 eine
Ausatmungsüberdruck-(PEP-)Atemtherapievorrichtung 1000 veranschaulicht,
die in den Ausatmungsteilkreis eines Beatmungskreislaufs eingebaut
werden kann, um einen Patienten einer Oszillations-Ausatmungsüberdruck-(PEP-)Atemtherapie
zu unterziehen oder um die Oszillations-PEP-Behandlung zu überbrücken, indem
der Ausatmungsluftstrom direkt an den Rest des Beatmungskreislaufs
gekoppelt wird.
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Die
Oszillations-PEP-Vorrichtung 1000 wird durch die Betätigung eines
Luftströmungs-Regelventils 100 wahlweise
in zwei Betriebszustände
gebracht, einem eingeschalteten oder aktiven Modus, bei dem die
Oszillations-PEP-Behandlung durchgeführt wird, und einem ausgeschalteten
oder Überbrückungsmodus,
bei dem die Aus atmungsluft den Behandlungsdurchführungsabschnitt der Vorrichtung überbrückt. Das
Luftströmungs-Regelventil 100 ist
innerhalb einer Luftströmungsröhre 200 getragen
und ist händisch
positionierbar, um den Durchlass von Ausatmungsluft durch den Oszillations-PEP-Herbeiführungsabschnitt
bzw. die Überbrückung dieses
Abschnitts der Vorrichtung selektiv zu steuern.
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Ist
das Luftströmungs-Regelventil 100 geschlossen
und sperrt somit die ungehinderte Strömung der Ausatmungsluft, ist
die Vorrichtung 1000 im eingeschalteten oder aktiven Modus
und Ausatmungsluft wird zum oberen Gehäuseabschnitt 300 der
Vorrichtung 1000 hin und durch diesen durch geleitet, in
dem die ausatmungsluftbetätigte
Oszillationsschwinghebelanordnung eingeschlossen ist. Die ausatmungsluftbetätigte Schwinghebelanordnung 400 umfasst
zwei Abschnitte, eine Oszillationsschwinghebelanordnung 440 und
einen Schwinghebellager- oder Bühnenabschnitt 480,
die bei der Erzeugung der Oszillations-PEP-Therapie zusammenwirken
und in den 2–9 am deutlichsten
dargestellt sind. Die Einzelheiten der Struktur und des Betriebs
des Oszillations-PEP-Abschnitts der Vorrichtung werden hierin nachstehend
detailliert erörtert.
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Zur
Regelung der Größe und der
Frequenz des an einen Patienten angelegten Oszillationsdrucks ist
eine drehbare Frequenzregelscheibe 350 an einem Ende des
Gehäuses 301,
in dem die Schwinghebelanordnung 400 untergebracht ist,
angeordnet und wird von diesem gelagert. Durch die Betätigung der
einstellbaren Frequenzregelscheibe 350 auf die nachstehend
beschriebene Weise wird die relative Positionierung der Oszillations-PEP-Herbeiführungsabschnitte
der Oszillationsschwinghebelanordnung 400, nämlich des
Schwinghebelabschnitts 440 und des Schwinghebellagerabschnitts 480,
eingestellt, um die Größe und die
Frequenz des Oszillationsausatmungsluftdrucks zu regeln.
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Der
ausatmungsluftbetätigte
Oszillationschwinghebelabschnitt 440 ist in der Explosionsansicht
aus 3 am besten veranschaulicht und in den 7–9 in
seinen Einzelheiten abgebildet. Der Schwinghebellagerabschnitt 480,
der mit dem Schwinghebelabschnitt zusammenwirkt, um eine Oszillationsströmung und
-druck der Ausat mungsluft zu erzeugen, ist ebenfalls in der Explosionsansicht
aus 3 und in seinen Einzelheiten in den 4 bis 6 dargestellt.
Der ausatmungsluftbetätigte
Oszillationschwinghebelabschnitt 440 und der Schwinghebellagerabschnitt 480 bilden,
sobald sie zusammengebaut sind, die Schwinghebelanordnung 400.
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Die
Schwinghebelanordnung 400 wird in der Luftströmungsröhre 200 gelagert
und gehalten und ist im oberen Gehäuse 300 angeordnet,
das mit der Luftströmungsröhre 200 eine
abgedichtete Kammer bildet. Auf diese Weise arbeitet die Schwinghebelanordnung 400 zur
Erzeugung von Oszillations-Ausatmungsluftüberdruck und – strömungsrate
als Reaktion auf die Ausatmung eines Patienten, wenn das Luftströmungs-Regelventil 100 geschlossen
ist, also der eingeschaltete oder aktive Betriebszustand vorliegt,
sodass die Ausatmungsluft eines Patienten zur Schwinghebelanordnung 400 hin
und durch diese hindurch geleitet wird.
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Wie
den 3 und 12 am deutlichsten zu entnehmen
ist, umfasst die dargestellte Luftströmungsröhre 200 ein erstes
oder Eingangsende 201 zur Befestigung an den Ausatmungsluftteilkreis
eines Beatmungskreislaufs und ein zweites oder Ausgangsende 202,
durch welches die Ausatmungsluft in den Rest des Ausatmungsteilkreises
des Beatmungskreislaufs hinein strömt. Das Eingangs- und das Ausgangsende 201 bzw. 202 weisen
die Größe von Standardbuchsen-
und -steckverbindungen auf, sodass die Luftströmungsröhre 200 mit einer
Röhrenanordnung
von Standardgröße, die
in Beatmungskreisläufen
verwendet wird, häufig
mit einem Innendurchmesser von 22 mm und einem Außendurchmesser
von 22 mm, verwendet werden kann. Die Luftströmungsröhre 200 weist im ihrem
oberen Abschnitt eine Öffnung 203,
durch die Ausatmungsluft zur Oszillationsschwinghebelanordnung 400 geleitet
wird, um die Oszillations-PEP-Therapie für den Patienten auf die nachfolgend
beschriebene Weise bereitzustellen. Zu diesem Zweck trägt die Luftströmungsröhre 200 das
Luftströmungs-Regelventil 100 im
Inneren der Luftströmungsröhre 200,
wobei das Luftströmungs-Regelventil 100 zwischen
einer geschlossenen Position, in der die Luftströmung während des eingeschalteten oder
aktiven Betriebszustands in das Gehäuse 300 und durch
die Schwinghebelanordnung 400 geleitet wird, und einer
offenen Position, also dem ausgeschalteten oder Überbrückungsbetriebszustand, in dem
die Os zillations-PEP-Therapie überbrückt und
die Ausatmungsluft durch den verbleibenden Abschnitt des Ausatmungsteilkreises
des Beatmungskreislauf hindurch ausgestoßen wird, betätigbar ist.
Die selektive Drehbewegung des Luftströmungs-Regelventils 100 wird durch
einen Luftströmungs-Regelventilkopf 105,
der sich vom Boden der Luftströmungsröhre 200 nach außen erstreckt,
bewirkt, Wie den 2, 3 12 und 13 dargestellt
ist, weist das Luftströmungsventil
einen sich verjüngenden,
kreisrunden Abschnitt 102 auf, der innerhalb der Luftströmungsröhre 200
gehalten ist, um zwischen einer eingeschalteten Stellung, in der
die Durchströmung
der Luftströmungsröhre 200 mit
Luft verhindert wird, wie in 12 veranschaulicht,
und einer ausgeschalteten Stellung, zu der der sich verjüngende,
kreisrunde Abschnitt 102 um 90° gedreht wird, um die ungehinderte
Strömung
von Luft durch die Luftströmungsröhre 200 zuzulassen,
hin- und hergedreht. Diese beiden Stellungen entsprechen dem aktiven
bzw. dem Überbrückungsbetriebszustand.
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Die
Drehbewegung des Luftströmungsventils 100 zwischen
der ein- und der ausgeschalteten Stellung wird durch die Drehung
eines Kopfs 105, der mit dem sich verjüngenden, kreisrunden Abschnitt 102 verbunden
ist, bewirkt. Wie in den 2, 3, 12 und 13 am
besten zu erkennen ist, umfasst der Kopf 105 einen Schaft 106,
der sich zwischen Führungen 103,
die auf darauf ausgebildet sind, durch die Luftströmungsröhre 200 und
den sich verjüngenden,
kreisrunden Abschnitt 102 hindurch erstreckt. Das distale
Ende des Schafts 106 umfasst eine Spitze 107,
die in eine passende Vertiefung in der Luftströmungsröhre 200 eingreift,
um dem Kopf 105 und damit auch dem sich verjüngenden,
kreisrunden Abschnitt 102 die Drehung von der eingeschalteten
Stellung, in der die Strömung
von Luft durch die Luftströmungsröhre 200 verhindert
wird, zur ausgeschalteten Stellung, die die ungehinderte Strömung von
Luft durch die Luftströmungsröhre 200 zulässt, und
zurück
zu ermöglichen.
Ein pfeilförmiger Zeiger 109 ist
am Kopf 105 ausgebildet, um die Sichtbestätigung des
ein- bzw. ausgeschalteten Betriebszustand zu ermöglichen. Das Luftströmungs-Regelventil 100 weist
eine Größe auf,
die der Querschnittsform der Luftströmungsröhre 200 entspricht,
und ist zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung zur
Steuerung des ein- bzw. ausgeschalteten Modus der Oszillations-PEP-Therapie
hin- und herdrehbar.
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Ist
das Luftströmungs-Regelventil 100 für den Betrieb
der Vorrichtung im eingeschalteten oder aktiven Betriebsmodus positioniert,
so wird die direkt durch die Luftströmungsröhre 200 strömende Luft blockiert,
und es wird ein Luftströmungsweg
erzeugt, der sich vom Einlass der Luftströmungsröhre 201 durch die Öffnung 203 in
der Luftströmungsröhre 200 hinaus
und in das Gehäuse 300 hinein
erstreckt, um zur Bereitstellung der Oszillations-PEP-Therapie für den Patienten
an die Oszillationsschwinghebelanordnung 400 angelegt zu
werden.
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Wie
den 2–9 am
deutlichsten zu entnehmen ist, balanciert der Schwinghebelabschnitt 440 für eine Schwenkbewegung
um Schwenkzapfen 441 auf beabstandeten Schwenklagern 481,
die auf einer Bühne 485 des
Schwinghebellagerabschnitts 480 ausgebildet sind. Die Schwenkzapfen 441 bilden eine
transversale Schwenkachse für
den Schwinghebelabschnitt 440, der in einer Ebene oberhalb
der Bühne 485 liegt
und sich quer zur Längeachse
der Bühne 485 erstreckt.
Die Schwenkzapfen 441 sind in ihrer axialen und vertikalen
Bewegung durch ein Paar aus Sperrführungen 482, die von
der Bühne 485 getragen
sind und von denen jeweils eine benachbart zu einem der Schwenklager 481 angeordnet
ist, um die Schwenkzapfen 441 in korrekter Stellung auf
den Schwenklagern 481 zu halten. Auf diese Weise ist der
Schwinghebelabschnitt in Bezug auf den Schwinghebellagerabschnitt 480 unabhängig von
der Ausrichtung der Vorrichtung 1000 schwenkbar, sodass
die Oszillations-PEP-Vorrichtung 1000 unabhängig von
ihrer Ausrichtung bei der Verwendung funktionieren kann. Ein Balancekissen 442 und
ein Balancezylinder 443 sind an einem Ende eines Schwinghebels 445 angeordnet,
um das Gewicht eines konusförmigen
Luftströmungs-Verschlusselements 447 und
eines Stifts aus einem magnetisch anziehbaren Material, etwa eines
Stahlstifts 448, auszubalancieren, die beide am gegenüberliegenden Ende
des Schwinghebels 445 angeordnet sind. Der Stift 448 wird
am distalen Ende des Schwinghebels 445 von einer Vielzahl
an Greiffingern 446 gehalten, die den Stift 448 teilweise
umgeben, um den Stift in einer Position festzuhalten, in der er
dem Magnetfeld eines auf der Bühne 485 gelagerten Magneten 488 ausgesetzt
ist. Der Luftströmungs-Verschlusskonus 447 weist
eine solche Größe auf und
ist so auf dem Schwinghebel 445 positioniert, dass er periodisch
in einen sich verjüngenden,
glocken- oder trompetenförmigen
Luftausströmungsauslass 487,
der in der Bühne 485 ausgebildet
ist, eingeführt
wird, um den Oszillations-PEP zu erzeugen, wenn Ausatmungsluft durch
die Öffnung 203 in
der Luftströmungsröhre 200 in
das Gehäuse 300 strömt. Wie
in den 3 und 4 am besten dargestellt ist,
ist die Innenoberfläche
des Luftausströmungsauslasses 487 nichtlinear verjüngt oder
glockenförmig,
um einen nicht-linearen Luftausströmungsauslass zur Erzeugung
der Oszillations-PEP-Therapie als Reaktion auf die Schwenkbewegung
des Schwinghebelkonus 447 in diese hinein und aus dieser
heraus bereitzustellen. Auf diese Weise wird der Ausströmungsauslass 487 periodisch verschlossen
und wieder geöffnet,
sodass die Rückführung der
durch diesen hindurch ausgestoßenen Ausatmungsluft
zur Luftströmungsröhre 200 an
einer stromabwärts
des geschlossenen Luftströmungs-Regelventil 100 gelegenen
Position ermöglicht
wird. Demzufolge wird die gesamte Ausatmungsluft, die in die Oszillations-PEP-Vorrichtung 1000 während ihres Betriebs
im eingeschalteten oder aktiven Modus eingeleitet wird, durch den
Ausströmungsauslass 207 und
damit durch den Ausströmungsauslassende 202 der
Luftströmungsröhre in den
Beatmungskreislauf rückgeführt.
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Die
Oszillationsschwinghebelanordnung 400 ist an der Luftströmungsröhre 200 befestigt
und durch eine Vielzahl an Positionierungszapfen 484, die
sich von der Bühne 485 aus
nach unten erstrecken und in den 4 und 6 am
besten zu erkennen sind, im Gehäuse 300 positioniert.
Diese Zapfen 484 sind in Kanälen 284 angebracht,
die sich von der Oberseite der Luftströmungsröhre 200 aus nach oben
erstrecken, um die Oszillationsschwinghebelanordnung 400 an
der Luftströmungsröhre 200 sicher
zu positionieren. Auf diese Weise richtet sich der nicht-lineare
verjüngte,
glockenförmige
Ausströmungsauslass 487,
der von der Bühne 485 getragen ist,
mit einer Haube 287 der komplementären Öffnung 203 in der
Luftströmungsröhre 200 aus,
in die sich der glockenförmige
Ausströmungsauslass 287 hinein
und durch diese hindurch erstreckt. Ein weiterer Zapfen 384 erstreckt
sich vom Inneren des oberen Abschnitts 304 des Gehäuses 300 nach
unten und verläuft
durch eine Apertur 444 im Schwing hebel 445, um
an die Bühne 485 eine
nach unten gerichtete Druckkraft auszuüben, wodurch die Schwinghebelanordnung 400 in
korrekter Position an der Luftströmungsröhre 200 gehalten wird,
wenn das Gehäuse 300 daran
angebracht ist.
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Um
eine periodisch unterbrochene Ausströmung von Ausatmungsluft zum
Anlegen der Oszillations-PEP-Therapie an einen Patienten zu erzeugen, ist
der Stift aus magnetisch anziehbarem Material oder der Stahlstift 448 auf
dem Schwenkschwingenhebel 445 an einer Stelle angeordnet,
die sich in wirksamer Nähe
zum Magneten 488, der auf dem Schwinghebellagerabschnitt 480 gelagert
ist, befindet. Der Magnet 488 ist in einer Magnetlagertasche gelagert,
die durch eine Vielzahl an Greif- oder Zentrierfingern 492 ausgebildet
ist. Die Magnetlagertasche ist am freien Ende eines vertikal positionierbaren,
U-förmigen
Trägers 490 angeordnet,
der freitragend an der Bühne 485 angeordnet
ist. Auf diese Weise ist der Magnet in der Nähe des Stahlstifts 448 angeordnet,
um auf diesen eine vorbestimmte magnetische Anziehungskraft auszuüben. Zu
diesem Zweck weist der U-förmige
magnetische Träger 490 eine
vertikale Positionierungsverbindung 494 auf, die sich von
einer zur Magnetlagertasche 491 benachbarten Stelle aus
nach oben erstreckt und an einem distalen Ende in einer Spitze 495 endet,
die in eine Vertiefung 395 in der Oszillationsfrequenz-Regelscheibe 350 eingreift.
Die Drehung der Frequenzregelscheibe 350 regelt die Frequenz
der Oszillation, mit der die PEP-Behandlung oder -Therapie den Wünschen des
Gesundheitsdienstleisters entsprechend durchgeführt wird. Die Vertiefung 395 ist
zum Drehmittelpunkt der Frequenzregelscheibe 350 versetzt
(in 10 am deutlichsten veranschaulicht), sodass die
Drehung der Drehscheibe 350 die darin eingeführte Spitze 495 anhebt
oder senkt, wodurch der Magnet 488 zum Stahlstift 448 hin
oder von diesem weg bewegt wird, um die Magnetanziehungskraft zwischen
ihnen zu ändern.
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Während die
Vorrichtung 1000 imstande ist, einen Oszillations-PEP-Impuls
ohne Verwendung des Magnetfelds zwischen dem Magneten 488 und dem
Stahlstift 448 bereitzustellen, da sich der verjüngte, nicht-lineare
Ausströmungsauslass 487 aufgrund
der Bewegung des sich verjüngenden,
konusförmigen
Luftströmungsverschlusses 447,
die als Reaktion auf den Ausstoß von
Ausatmungsluft durch den Pa tienten ausgelöst wird, öffnet und schließt, ermöglicht die
Verwendung des Magnetfelds, dass die Vorrichtung 1000 einen
einstellbaren Druckbereich der Ausatmungsluftsaustoßes des
Patienten, der benötigt
wird, um die Oszillations-Ausatmungsüberdruckimpulse zu erzeugen,
verfügt.
Durch die Verwendung der Magnetfeldanziehung kann der Ausatmungsluftdruck
des Patienten, der zur Erzeugung der Oszillation erforderlich ist,
geregelt werden um sicherzustellen, dass der Pegel des Endausatmungsüberdrucks
(PEEP), der vom Beatmungskreislauf eingestellt wurde, nicht überschritten
wird. Zudem ermöglicht
die Magnetfeldanziehung den Betrieb der Vorrichtung in jeder beliebigen
räumlichen
Ausrichtung.
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Um
einen Patienten oder Gesundheitsdienstleister bei der Verwendung
der Vorrichtung 1000 zu unterstützen, sobald das passende Magnetfeld
eingestellt wurde, ist eine Vielzahl an Einstellmarken 310 entlang
der Oberseite des Gehäuses 300 beabstandet
angeordnet. Diese Einstellmarken 310 werden in Kombination
mit einem Basisreferenzpunkt 360 an der Frequenzeinstellungsscheibe 350 dazu
verwendet, die Beibehaltung der korrekten Einstellung zu gewährleisten,
nachdem der Gesundheitsdienstleister den für die Behandlung gewünschten
Pegel festgelegt hat. Um das Auftreten einer ungewollten Drehung
der drehbaren Einstellungsscheibe 350 zu minimieren, ist
eine Reihe an zahnartigen Vorsprüngen 315 an
der Fläche
des Gehäuses 300 (am
besten in 11 zu erkennen) ausgebildet,
die in einen passenden, an der Innenseite der drehbaren Einstellungsscheibe 350 ausgebildeten
Zahn 355 eingreifen, um einen Widerstand für die Bewegung und
ein hörbares
Geräusch
bereitzustellen, wenn die Scheibe 350 gedreht wird. Ein
Paar aus Anschlägen 317,
die an der Vorderseite des Gehäuses 399 ausgebildet
sind, schränken
gemeinsam mit einem Anschlag 357, der an der Innenseite
der drehbaren Einstellungsscheibe 350 ausgebildet ist,
die Drehbewegung der Drehscheibe 350 in Bezug auf das Gehäuse 300 ein.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Bei
der Verwendung der Frequenz- oder Oszillations-PEP-Vorrichtung 1000 in
einem Beatmungskreislauf ist das Luftströmungsventil 100 im aktiven
Modus geschlossen, und die Ausatmungsluft des Patienten wird durch
das Eingangsende 201 der Luftströmungsröhre 200 und über die Öffnung 203 zur
Oszillationsschwinghebelanordnung 400 geleitet. Demzufolge
wird der Ausatmungsluftdruck an den konusförmigen Verschluss 447 der
Schwinghebelanordnung 400 angelegt, der einen Verschluss
der/des nicht-linearen Ausströmungsöffnung oder
-lochs 487 bildet. Der Druck der Ausatmungsluft des Patienten hebt
den konusförmigen
Verschluss 447 an, wodurch der Schwinghebelabschnitt 440 zum
Schwenken um die Schwenkzapfen 441 entgegen der Kraft des
Magnetfelds zwischen dem Magneten 488, der auf dem Schwenkschwinghebellagerabschnitt 480 gelagert ist,
und dem auf der Schwinghebelanordnung 400 getragenen Stahlstift 448 veranlasst.
Wenn sich der konusförmige
Verschluss 447 nach oben bewegt, als Reaktion auf einen
steigenden Ausatmungsluftdruck, vergrößern die konstante Verjüngung der
konischen Form gemeinsam mit der/dem glockenförmigen, nicht-linearen Ausströmungsöffnung oder
-loch 487 den tatsächliche
Ausströmungsbereich,
wodurch der an den konusförmigen
Verschluss 447 angelegte Luftdruck vergrößert und
die nach oben gerichtete Beschleunigung des Schwinghebelarms 445 verringert
wird. Sobald die Magnetkraft und der Coanda-Effekt der über das glockenförmige oder
nicht-lineare, verjüngte
Innere der Ausströmungsöffnung 487 strömenden Luftströmung den
an den verjüngten,
konusförmigen
Verschluss 447 angelegten Druck überwindet, so beginnt der Verschluss 447 wieder
mit der nach unten gerichteten Bewegung und Beschleunigung in die
glockenförmige,
nicht-lineare verjüngte Ausströmungsöffnung 487 hinein.
Während
der Konus sich nach unten durch die Ausströmungsöffnung 487 in den
Luftströmungsweg
hinein bewegt, verkleinert sich der ringförmige Durchströmungsbereich, was
die Luftströmungsrate
mindert und den Druck ansteigen lässt. Dies setzt sich so lange
fort, bis das nach unten gerichtete Moment überwunden ist und der Konus 447 die
nach oben gerichtete Beschleunigung wieder aufnimmt. Zu diesem Punkt
ist der Maximaldruck erreicht, und ein neuerer Zyklus beginnt. Der
Oszillationsluftdruck und -strom während eines Einatmungs- und
Ausatmungszyklus mit der im eingeschalteten oder aktiven Betriebszustand
befindlichen Vorrichtung ist anhand des Graphen in 15 veranschaulicht.
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Die
Positionierung des Luftströmungs-Regelventils 100 in
offener Stellung, als dem ausgeschalteten oder Überbrückungsmodus, ermöglicht, dass
die vom Patienten ausgestoßene
Ausatmungsluft die Oszillationsschwinghebelanordnung 400 überbrückt und
direkt durch die Vorrichtung 1000 hindurch in den Rest
des Beatmungskreislaufs eintritt, ohne dass ein merklicher Luftdruckabfall
auftritt, da die Durchströmung
der Luftströmungsröhre im Wesentlichen
ungehindert möglich
ist. Demzufolge muss die Vorrichtung 1000, sobald sie einmal
in den Beatmungskreislauf eingebaut ist, nie wieder abgenommen werden,
was die Überwachung
des Luftvolumens, das durch dem Beatmungskreislauf tritt, deutlich
vereinfacht. Die Vorrichtung 1000 arbeitet dann im passiven
Zustand, wodurch der Patient auf eine Weise atmen kann, bei der
die Vorrichtung 1000 den Betrieb des Beatmungskreislaufs
nicht stört.
Der passive Luftdruck und die Strömungsrate während eines Einatmungs- und
Ausatmungszyklus mit der im Überbrückungsbetriebszustand
befindlichen Vorrichtung ist anhand des Graphen in 14 veranschaulicht.
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Zwar
wurde diese Erfindung in die Beschreibung und in den Zeichnungen
unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben und veranschaulicht,
deren Struktur hierin geoffenbart ist, doch versteht es sich für Fachleute
auf dem Gebiet der Erfindung, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente
der Erfindung durch gleichwertige ersetzt werden können, ohne
den Schutzumfang der Ansprüche
zu verlassen. Es ist daher davon auszugehen, dass die Erfindung
weder auf die bestimmte Ausführungsform,
die als derzeit den Erfindern beste bekannte Art der Umsetzung der Erfindung
in der Beschreibung geoffenbart und in den Zeichnungen veranschaulicht
ist, eingeschränkt
noch auf die dargelegten Details begrenzt ist, sondern dass die
Erfindung alle Ausführungsformen,
Modifikationen und Änderungen
umfasst, die innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche fallen.