DE60318980T2

DE60318980T2 - Vorrichtung zur Atemgasversorgung

Info

Publication number: DE60318980T2
Application number: DE60318980T
Authority: DE
Inventors: Robert H. Frater
Original assignee: Resmed Pty Ltd
Current assignee: Resmed Pty Ltd
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: EP1410821A3; US20040074494A1; AU2003254743A1; US8881723B2; ATE385427T1; EP1410821B1; EP1923089A3; DE60318980D1; EP1410821A2; EP1923089A2

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung zur Verwendung in einer Respirationstherapie. Spezieller stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung bereit, um einem Patienten zur Behandlung verschiedener Funktionsstörungen einschließlich der obstruktiven Schlafapnoe (OSA), ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein, bei denen sich eine Atem-„Schiene” als nützlich erwiesen hat, Atemgas zuzuführen.
2. Allgemeiner Hintergrund und Stand der Technik
Behandlungen von OSA und weitere respiratorische Behandlungen sind im Stand der Technik gut bekannt. Im Allgemeinen werden Systeme für kontinuierlichen Atemwegsüberdruck (CPAP) entweder für die Behandlung von OSA oder für die Anwendung bei der unterstützten Beatmung für andere Zwecke verwendet. Die unterstützte Beatmung wird typischerweise durch eine von außen angetriebene Vorrichtung bereitgestellt, die einen Durchflussgenerator und ein System zur Luftstromzuführung umfasst, welches eine Maske, die von dem Patienten getragen wird, einschließt.
Wie im US-Patent Nr. 4,944,310 von Sullivan gelehrt, benötigen viele Patienten ein niedriges bis moderates Maß an Atemunterstützung. Ein Durchflussgenerator und ein Luftkreislauf stellen ein moderates Maß an Atemwegsüberdruck bereit, das verhindert, dass die Luftwege des Patienten zufallen. Solche Patienten sind notwendigerweise darauf beschränkt, an Orten zu schlafen, an denen externe kommerzielle oder alternative Energie zur Verfügung steht, um die Geräte zur Atmungsunterstützung zu betreiben. Überdies wird im Fall eines Stromausfalls die Möglichkeit der Behandlung ausgeschlossen.
Infolgedessen besteht Bedarf, eine Vorrichtung zur Atmungsunterstützung für jene Patienten bereitzustellen, die außerdem von der externen Abhängigkeit von kommerzieller oder alternativer externer Energie befreit sein wollen.
Die Patentanmeldung US 2002/104541 A1 von Noam et al. offenbart eine Vorrichtung und Verfahren, um ein Zufallen der oberen Atemwege zu verhindern, wobei die Vorrichtung entworfen und ausgestaltet ist, um ausgeatmete Luft aufzunehmen und die ausgeatmete Luft zur Nase eines Patienten zu lenken. Diese Erfindung lehrt nicht, wie der Lunge eines Patienten Frischluft zugeführt werden soll.
Patent US 6,595,212 B1 von Arnott offenbart, wie ausgeatmete Luft verwendet wird, um einen unter Druck stehenden Luftstoß durch die Nase eines Patienten zuzuführen. Dieser Stoß ist ausreichend, um die Atemwege des Patienten frei zu halten. Das Patent lehrt nicht, wie der Lunge eines Patienten Frischluft zugeführt wird. Darüber hinaus wird das Dokument US 6,595,212 B1 nicht als Stand der Technik gemäß Artikel 54 (2) EPC betrachtet, da es nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde.
Dokument DE 1 491 776 lehrt, wie Frischluft einem Patienten durch eine manuelle Pumpwirkung, und nicht durch die Atmung des Patienten per se, zugeführt wird.
Die Patentbeschreibung GB 1 157 331 offenbart, wie durch Verwendung eines Griffstücks, das eine Pump- und Saugwirkung bereitstellt, die Einatmung und das Ausatmen eines Patienten hervorgerufen wird. Sie lehrt nicht, wie die Atmung eines Patienten per se diese Wirkungen erreichen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Atmungsunterstützung für jene Patienten bereitzustellen, die außerdem von der externen Abhängigkeit von kommerzieller oder alternativer externer Energie befreit sein wollen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Atemgasversorgung für einen Patienten, die auf eine Phase eines Atemzyklus' des Patienten reagiert. Diese Aspekte werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, indem eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung nach Anspruch 1 bereitgestellt wird. Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Atemgasversorgung in einer Anfangsposition gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2–6 sind schematische Ansichten der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 1 gezeigt ist während ihrer nachfolgenden Anfangsinhalationspositionen, wobei der Patient Atmungsgas aus der Atmosphäre durch das erste beziehungsweise zweite Luftversorgungsventil einatmet;
7–13 sind schematische Ansichten der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 1 gezeigt ist während ihrer nachfolgenden Ausatmungspositionen, wobei der Patient ausatmet und das vom Patient ausgeatmete Kohlendioxid die zweite bewegliche Struktur in ihre erste Position bewegt, sich danach durch die dritte Leitung bewegt, um die erste bewegliche Struktur in ihre erste Position zu bewegen, um dadurch Atemgas durch die erste Leitung und in die Einatmungskammer bereitzustellen.
14–18 sind schematische Ansichten der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 1 gezeigt ist, während ihrer nachfolgenden Einatmungspositionen. Wie dargestellt, bewegen sich die erste und zweite bewegliche Struktur in ihre zweiten Positionen, um dadurch zu erleichtern, dass Kohlenstoffdioxid durch die Gasauslassentlüftungsöffnung in die Atmosphäre geblasen wird und Atemgas aus der Inhalationskammer durch die zweite Leitung der Atemmaske zugeführt wird, wodurch dem Patienten ermöglich wird, Atemgas, das von der Inhalationskammer zugeführt wurde, einzuatmen;
19 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Atemgasversorgung in einer ihrer Anfangspositionen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 19 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Ausatmungspositionen, wobei der Patient ausatmet und das vom Patienten ausgeatmete Gas das obere Glied bewegt, um frisches Atemgas in die Inhalationskammer einzuspeisen;
21 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 19 gezeigt ist, in dem Moment, in dem der Patient aufhört auszuatmen, jedoch bevor die Einatmung beginnt;
22 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 19 gezeigt ist während ihrer nachfolgenden Anfangspositionen bei der Einatmung, wobei der Patient das Atemgas, das in der Inhalationskammer gesammelt wurde, einatmet;
23 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 19 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Einatmungspositionen, wobei der Patient das Atemgas, das in der Inhalationskammer gesammelt wurde, einatmet;
24 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung in einer ihrer Anfangspositionen nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
25 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 24 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Ausatmungsposition, wobei der Patient ausatmet und das vom Patienten ausgeatmete Gas das obere Glied bewegt, um frisches Atemgas in die Inhalationskammer zu speisen;
26 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 24 gezeigt ist, in dem Moment, in dem der Patient aufhört auszuatmen, jedoch bevor die Einatmung beginnt;
27 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 24 gezeigt ist während einer ihrer Einatmungsposition, wobei der Patient Atemgas, das in der Inhalationskammer gesammelt wurde, einatmet.;
28 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 24 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Inhalationspositionen, wobei der Patient Atemgas, das in der Inhalationskammer gesammelt wurde, einatmet;
29 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung in einer ihrer Anfangspositionen nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
30 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 29 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Ausatmungspositionen, wobei der Patient ausatmet und das vom Patienten ausgeatmete Gas das obere Glied bewegt, um frisches Atemgas in die Inhalationskammer zu speisen;
31 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 29 gezeigt ist, in dem Moment, in dem der Patient aufhört auszuatmen, jedoch bevor die Einatmung beginnt;
32 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 29 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Einatmungspositionen, wobei der Patient das Atemgas, das in der Inhalationskammer gesammelt wurde, einatmet; und
33 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Atemgasversorgung, die in 29 gezeigt ist während einer ihrer nachfolgenden Einatmungspositionen, wobei der Patient Atemgas, das in der Inhalationskammer gesammelt wurde, einatmet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1–18 zeigen eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Phasen ihres Betriebszyklus', um ihre Betriebsprinzipien darzustellen. Die Vorrichtung zur Atemgasversorgung wird grundsätzlich mit 30 gekennzeichnet. In der dargestellten Ausfürungsform umfasst die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30 ein System zur Atemgasversorgung 32 und eine Atemmaskenanordnung 34. Das System zur Atemgasversorgung 32 ist mit der Atemmaskenanordnung 34 verbunden und ist ausgelegt, um Atemgas durch die Atemmaskenanordnung 34 dem Patient zuzuführen.
Das System zur Atemgasversorgung 32 umfasst ein Gehäuse 35 mit einer Außenwand 36, die eine Luftkammer 37 begrenzt. Die Luftkammer 37 ist durch ein die Luftkammer teilendes Glied 38 geteilt, um in einem unteren Abschnitt 41 der Außenwand 36 eine Inhalation- oder Einatmungskammer 40 und in einem oberen Abschnitt 43 der Außenwand 36 eine Ausatmungskammer 42 zu begrenzen. Das die Luftkammer teilende Glied 38 ist an der Außenwand 36 auf deren gegenüberliegenden Seiten beispielsweise durch Befestigungsmittel 44 fixiert. Die Befestigungsmittel 44 erstrecken sich durch die Außenwand 36 und sind mit dem Teilungsglied 38 durch Verschraubung befestigt. Die Befestigungsmittel 44 können aus jeder bekannten Bauform bestehen, wie beispielsweise Schrauben, Nägel oder Mutter und Schrauben. Das Teilungsglied 38 kann an der Außenwand 36 auch auf andere Weise befestigt sein. Es kann beispielsweise ein adhäsives oder bindendes Material auf die innere Oberfläche der Außenwand 36 aufgebracht sein, um das Teilungsglied 38 daran zu binden.
Die Außenwand 36 umfasst ein Ventilsitzpaar 46, 48 (erste und zweite Leitungen), die in ihr eingearbeitet sind. Der Ventilsitz 46 ist in der Inhalationskammer 40 angeordnet und ist ausgelegt, um eine Dichtstruktur 54 (eine erste Dichtstruktur) aufzunehmen. Der Ventilsitz 46 und die Dichtstruktur 54 bilden ein erstes Gasversorgungsventil 50. Die Dichtstruktur 54 lasst eine fluide Verbindung durch den Ventilsitz 46 in die Inhalationskammer 40 zu, verhindert jedoch, dass Atemgas die Inhalationskammer 40 verlässt, beispielsweise während der Patient einatmet.
Der Ventilsitz 48 ist ausgelegt, eine Dichtstruktur 56 (eine zweite Dichtstruktur) aufzunehmen. Der Ventilsitz 48 und die Dichtstruktur 56 bilden ein zweites Gasversorgungsventil 52. Die Dichtstruktur 56 lässt die fluide Verbindung durch den Ventilsitz 48 zu, verhindert jedoch, dass Atemgas die Inhalationskammer 40 verlässt, beispielsweise während der Patient ausatmet. Das Gasversorgungsventil 50 ist in einem Einatmungsventilgehäuse 58 angeordnet.
Das Einatmungsventilgehäuse 58 ist an die Außenwand 36 in fluider Verbindung mit dem Ventilsitz 48 angefügt und umfasst einen darin gebildeten Auslass 60. Der Auslass 60 weist einen wesentlich kleineren Querschnitt als das Gehäuse 58 auf, das ausgelegt ist, einen Abschnitt der Maskenanordnung 34 aufzunehmen.
In der Außenwand 36 wird aus der der Inhalationskammer 40 gegenüberliegenden Seite ein Luftdurchtrittsweg 62 gebildet. Der Luftdurchtrittsweg 62 lässt den Luftdurchtritt durch die Außenwand 36 während des Betriebs der Vorrichtung zu Atemgasversorgung 30 zu, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
In der Ausatmungskammer 42 ist ein Luftdurchtrittsweg 64 in der Außenwand 36 gebildet. Der Luftdurchtrittsweg 64 gleicht im Wesentlichen im Aufbau dem Luftdurchtrittsweg 62 darin, dass er den Luftdurchtritt durch die Außenwand 36 während des Betriebs der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30 zulässt, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Auf der dazu gegenüberliegenden Seite (linke Seite in 1) erstreckt sich ein Ausatmungseinlass 66 und eine Gasauslassentlüftungsöffnung 68 aus der Außenwand 36 in fluider Verbindung mit der Ausatmungskammer 42. Ein Ausatmungsventilgehäuse 70 ist in fluider Verbindung mit dem Ausatmungseinlass 66 angeordnet. Das Ausatmungsventilgehäuse 70 erstreckt sich von der Außenwand 36 nach innen und in die Ausatmungskammer 42, so dass es zu der oberen Oberfläche des Teilungsglieds 38 benachbart ist. Das Ausatmungsventilgehäuse 70 bildet einen Ventilsitz 72 (eine dritte Leitung), die ausgelegt ist, um eine Dichtstruktur 74 (eine dritte Dichtstruktur) aufzunehmen. Die Dichtstruktur 74 lässt fluide Verbindung durch den Ventilsitz 72 in die Ausatmungskammer 42 zu, verhindert jedoch, dass ausgeatmetes Gas aus der Ausatmungskammer 42 austritt, indem es beispielsweise aus dem Einlass 66 während der Einatmung eines Patienten entweicht. Der Ventilsitz 72 und die Dichtstruktur 74 bilden ein Ausatmungsventil 76.
Eine bewegliche Struktur 78 (1) weist die Form eines kolbenähnlichen Glieds auf, welches innerhalb der Einatmungs- und Ausatmungskammern 40, 42 angeordnet ist. Der Kolben 78 hat einen Körperabschnitt 80, der zwischen einem unteren Endabschnitt 82 und einem oberen Endabschnitt 84 gelegen ist. Der Körperabschnitt 80 weist eine allgemein röhrenförmige Konfiguration auf und erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung 85 in das die Luftkammer teilende Glied 38, so dass es gleitend in der Öffnung 85 aufgenommen ist. Der Körper 80 bewegt sich entlang der Öffnung 85, wenn sich die bewegliche Struktur 78 gleichphasig mit einem Atemzyklus des Patienten bewegt, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
Jeder Endabschnitt 82, 84 weist eine Nut auf (nicht gezeigt), die ausgelegt ist, um ein gegenüberliegendes Ende des Körperabschnitts 80 aufzunehmen, und die daran beispielsweise durch Befestigungsmittel, adhäsives, bindendes Material oder einige weitere Befestigungsmittel, die im Stand der Technik bekannt sind, gesichert werden kann. Der untere Endabschnitt 82 des Kolbens 78 ist in der Inhalationskammer 40 angeordnet, während der obere Endabschnitt 84 davon in der Ausatmungskammer 42 angeordnet ist. Dichtungen, wie beispielsweise Kolbenringe, können zwischen den unteren und oberen Enden 82, 84 des Kolbens 78 und der Außenwand 36 des Gehäuses 35 positioniert werden, um eine wirksame Dichtung zwischen der Inhalationskammer 40 und der Ausatmungskammer 42 bereitzustellen.
An dem oberen Endabschnitt 84 des Druck ausübenden Kolbens 78 ist ein Gewicht 86 befestigt. Das Gewicht 86 kann eine beliebige Bauform aufweisen, jedoch kann das Gewicht 86 so gestaltet sein, dass es mit dem Kolben 78 zusammen wirkt, um beispielsweise 12 cm Wassersäule in der Ausatmungskammer 42 und 10 cm Wassersäule in der Inhalationskammer 40 bereitzustellen. Die bereitgestellten Drücke von 10 und 12 cm Wassersäule werden durch das Gewicht des Kolbens 78 und des Gewichts 86, geteilt durch die entsprechende Fläche der jeweiligen Kammer 40, 42, bestimmt. Der Wert von 10 cm Wassersäule ist der Behandlungsdruck, das heißt, der Druck, der dem Patienten beim Einatmen zur Verfügung gestellt wird, er ist bezeichnend für ein veranschaulichenden Beispiel. Der Kolben 78 kann jeden geeigneten Druckwert bereitstellen, beispielsweise einen Druckwert, der einem Bereich von 2–20 cm Wassersäule entspricht.
Der Druckwert, der durch den Kolben 78 bereitgestellt wird, basiert auf der Formel P = F/A, worin P ein Druckwert ist (entweder für die Einatmung oder die Ausatmung), F ein Kraftwert (in Gewicht der Kolbenanordnung ausgedrückt, beispielsweise der Kolben 78 und das Gewicht 86) und A ein Flächenwert ist (das heißt, zum Beispiel die Querschnittsfläche des Kolbens 78 oder Teile davon). Während des Betriebs kann die Formel P = F/A sowohl auf die Ausatmungskammer 42 als auch auf die Inhalationskammer 40 angewendet werden, welche beispielsweise als P_Ausatmung = F_Ausatmung/A_Ausatmung und P_Einatmung = F_Einatmung/A_Einatmung ausgedrückt werden kann. Der Flächenwert A_Ausatmung in der Ausatmungskammer 42 kann berechnet werden, indem die Querschnittsfläche des Körperabschnitts 80 des Kolbens 78 von der Querschnittsfläche des oberen Endabschnitts 84 abgezogen wird, womit ein Druckwert P_Ausatmung erzeugt wird. In der Inhalationskammer kann der Flächenwert A_Einatmung aus der Querschnittsfläche des unteren Endabschnitts 82 des Kolbens 78, der größer als der Flächenwert A_Ausatmung ist, berechnet werden, womit ein Druckwert P_Einatmung erzeugt wird. Während der Ausatmung des Patienten wird beispielsweise der Kolben 78 aufsteigen, da der Druck in der Ausatmungskammer 42 (P_Ausatmung) größer ist als der Druck in der Inhalationskammer 40 (P_Einatmung).
Ein Ventil oder eine Röhre 88 mit einer im Wesentlichen hohlen Gestaltung steht mit der Außenwand 36 durch den Einlass 66 und die Entlüftungsöffnung 68 in fluider Verbindung mit der Ausatmungskammer 42. Das Ventil 88 weist ein verengtes Ende 90 auf, das an seinem unteren Teil 92 angeordnet ist. Das verengte Ende 90 ist ausgelegt, um einen Teil der Maskenanordnung 34 aufzunehmen, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Das Ventil 88 begrenzt eine Öffnung 94 an seinem oberen offenen Teil 96. Der Gasauswasch-Entlüftungsschlitz 68 ist ausgelegt, um ausgeatmetes Gas, wie beispielsweise Kohlendioxid, durch die Öffnung 94 in die Atmosphäre freizugeben.
In dem Ventil 88 ist eine weitere bewegliche Struktur in Form eines Luftleitelements 98 angeordnet, welches gleitend zwischen seiner ersten Position und seiner zweiten Position beweglich ist. In seiner ersten Position wird das Luftleitelement 98 gleitend in den unteren Teil 92 des Ventils 88 bewegt, wo es das ausgeatmete Gas leitet, so dass es durch die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 und aus der Öffnung 94 strömt, indem es den Ausatmungseinlass 66 abdichtet. In seiner zweiten Position wird das Luftleitelement 98 gleitend in den oberen Teil 96 des Ventils 88 bewegt, wo es das ausgeatmete Gas leitet, so dass es durch den Ausatmungseinlass 66 strömt, indem es die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 abdichtet.
Das Gehäuse 35, der Kolben 78 und das Luftleitelement 98 können jede Querschnittsform aufweisen, wie beispielsweise komplementäre rechteckige oder runde Querschnittsabschnitte. Obwohl das Gehäuse 35, der Kolben 78 und das Luftleitelement 98 mit jeden beliebigen Abmessungen oder jeder beliebigen Größe gebildet werden können, könnte das Gehäuse 35 zum Beispiel eine Höhe von 10–15 cm, einen Innendurchmesser von 10–15 cm und ein Volumen von 0,75–1,5 Litern aufweisen.
Das Luftleitelement 98 und der Kolben 78 bilden eine Druckbetätigungsanordnung der Vorrichtung 30. Das Luftleitelement 98 kann jede beliebige Konfiguration einnehmen, es ist aber als ein Gewicht dargestellt, das beispielsweise 11 cm Wassersäule bereitstellen kann, welche bestimmt ist durch das Gewicht des Luftleitelements 98 geteilt durch seine Fläche. Der Wert von 11 cm Wassersäule ist der Druck, der benötigt wird, um das Luftleitelement 98 zu heben, und er ist bezeichnend für ein Ausführungsbeispiel. Das Luftleitelement 98 kann ein beliebiges Gewicht aufweisen, das einen geeigneten Druckwert, beispielsweise einen Druckwert im Bereich von 2–20 cm Wassersäule, bereitstellen kann. Prinzip bedingt muss der Druck lediglich zwischen den jeweiligen Drücken der Inhalationskammer 40 und der Ausatmungskammer 42 eingestellt werden. Obwohl die Vorrichtung stabiler ist, wenn der Druck zwischen den jeweiligen Drücken der Inhalationskammer 40 und der Ausatmungskammer 42 eingestellt wird, könnte der Anfangsdruck, der benötigt wird, um das Luftleitelement 98 zu heben, der gleiche sein wie der Druck, der benötigt wird, um den Kolben 78 zu heben.
Die Atemmaskenanordnung 34 umfasst eine Atemmaske 100 mit einem darin gebildeten Einatmungsanschluss 102 und einem Ausatmungsanschluss 104. Die Atemmaske 100 kann die Nase, den Mund oder das gesamte Gesicht (Kombination von Nase und Mund) des Patienten umfassen und ist vorzugsweise für die Anwendung einer CPAP-Behandlung geeignet konstruiert. Die Maske 100 kann zum Beispiel bei der Behandlung der gestörten Atmung im Schlaf (Sleep Disordered Breathing, SDB) verwendet werden. Die Atemmaske 100 kann ferner Stutzen für die Nase (Kanülen) umfassen, die in die Nasenlöcher eines Patienten an dem Eingang der Luftwege eingeführt werden kann. Die Atemmaske 100 kann Rückhaltebänder oder Gurte umfassen, um das Ausströmen von Luft zu verhindern, wenn sie fest an dem Patienten gesichert wird.
Eine flexible Leitung 106 erstreckt sich von dem Einatmungsanschluss 102 der Atemmaske 100, und eine flexible Leitung 108 erstreckt sich von dem Ausatmungsanschluss 104 der Atemmaske 100. Die flexiblen Leitungen 106, 108 können mit den Anschlüssen 102 beziehungsweise 104 einstückig gebildet werden oder können auch daran durch adhäsive oder andere bekannte Sicherungsmittel, wie Klemmen, gesichert werden.
Ein Ende 110 der Leitung 106 ist lösbar, zum Beispiel durch Reibpassung, mit dem Röhrenaufnahmeauslass 60 des Einatmungsventilgehäuses 58 verbunden, um den Luftdurchtritt aus der Inhalationskammer 40 durch das Ventil 52 und in die Atemmaske 100 zuzulassen. Ein Ende 112 der Leitung 108 ist lösbar, beispielsweise durch Reibpassung, mit dem verengten Ende 90 des Ventils 88 verbunden, um den Luftdurchtritt aus der Atemmaske 100 durch das Ausatmungsventil 76 in die Ausatmungskammer 42 zuzulassen.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 in die Atemmaske 100 eingearbeitet sein, um die Zirkulation der Strömung innerhalb der Atemmaske 100 zu fördern und um ausgeatmetes Kohlendioxidgas dort hindurch auszuleiten und die Eigenatmung des bereitgestellten Atemgases aus der Inhalationskammer 40 zu fördern. Ferner wird die Entlüftungseffizienz erhöht, indem die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 eng benachbart zu der Atemmaske 100 angeordnet wird, und der gesamte Gasabluftstrom wird minimiert, wodurch die Möglichkeit zur Lärmverringerung während des Betriebs der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30 verringert wird.
Alternativ könnte das Luftversorgungsventil 52 in die Maske 100 eingearbeitet sein, wobei das Luftversorgungsventil 52 das Einströmen von Atemgas in die Maske 100 aus der Inhalationskammer 40 zulassen würde, jedoch verhindern würde, dass das Atemgas aus der Maske 100 austritt.
Nun wird Bezug auf 1–18 genommen, die den Betrieb der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30 darstellen, wenn sie in Verbindung mit einem spontan atmenden Patienten eingesetzt wird. Eine Patientenlunge P ist schematisch gezeigt, wobei die Atemmaske 100 fest über Nase, Mund oder Gesicht, wie zuvor beschrieben, gesichert ist. Bewegungen der Patientenlunge sowie Bewegungen der beweglichen Teile der Vorrichtung 30 sind in aufeinander folgenden Positionen während ihres Betriebs dargestellt. In 2, 6–7, 13, 14 und 17 ist eine Druckmessvorrichtung 101 gestrichelt gezeigt, um verschiedene Druckänderungen darzustellen, die der Patient, der die Maske 100 trägt, während des Betriebs der Vorrichtung 30 erfährt.
1 zeigt die Vorrichtung 30 in einer Anfangsposition. Die Ventile 50, 52 und 76 sind geschlossen, um einen Luftdurchtritt durch sie hindurch zu verhindern, und der Kolben 78 ist in seiner Gasversorgungsposition angeordnet, wobei der obere Endabschnitt 84 geringfügig oberhalb der Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 angeordnet ist. Das Luftleitelement 98 ist an dem unteren Teil 92 des Ventils 88 in seiner ersten Position angeordnet. Wenn die Vorrichtung 30 in dieser Anfangsposition ist und ein Patient beispielsweise einatmet, können die Ventile 50, 52 geöffnet werden, um den Patienten Atemluft aus der Atmosphäre einatmen zu lassen. In diesem Fall würde die Einatmung des Patienten das Ventil 52 öffnen. Es würde eine Druckänderung in der Inhalationskammer 40 erzeugt, welche veranlassen würde, dass sich das Ventil 50 öffnet, um Atemluft aus der Atmosphäre durch das Ventil 52 in die Inhalationskammer 40 und zu dem Patienten zuzulassen.
2–6 sind sequenzielle Ansichten der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30, die darstellen, wie sich die Patientenlunge P aufbläst, wenn der Patient eine Portion Atemgas, so wie Sauerstoff, aus der Atmosphäre einatmet. Wenn ein Patient anfangt einzuatmen, öffnen sich die Luftversorgungsventile 50, 52, um den Luftdurchtritt durch sie hindurch zuzulassen, und der Patient kann Luft aus der Atmosphäre in die Maske 100 durch die Luftversorgungsventile 50, 52, die flexible Leitung 106 und den Einatmungsanschluss 102 einziehen. Die Portion Atemgas tritt in die Patientenlunge P ein, bis der Patient die Einatmung beendet.
Zu Beginn der Ausatmung, wie in 7 gezeigt, schließen die Ventile 50, 52, um zu verhindern, dass Atemgas durch sie hindurch tritt.
Sowie der Patient ausatmet, wie gezeigt in 7 und 8, wird durch das Luftversorgungsventil 52 verhindert, dass ausgeatmetes Gas, wie Kohlendioxid, durch den Anschluss 102 und die Leitungen 106 strömt. Das Atemgas strömt aus dem Anschluss 104 und durch die Leitung 108. Der Druck in der Maske 100 steigt, bis der Druck ein bestimmtes Niveau erreicht. Das Druckniveau, um das Luftleitelement 98 zu bewegen, kann beispielsweise 11 cm Wassersäule betragen. Wenn zum Beispiel der Druck das bestimmte Druckniveau erreicht, wie in 7 gezeigt, bewegt sich das Luftleitelement 98 in seine zweite Position. In seiner zweiten Position leitet das Luftleitelement das ausgeatmete Gas, so dass es durch den Ausatmungseinlass 66 und das Ausatmungsventil 76 strömt, so dass das ausgeatmete Gas anfängt, die Ausatmungskammer 42 zu füllen.
Wenn die Ausatmung andauert, steigt der Druck weiterhin in der Ausatmungskammer 42, bis der Druck das Gewicht des Kolbens 78 und des Gewichts 86 übersteigt. Wenn beispielsweise der Druck multipliziert mit der Fläche einen Betrag erreicht, der im Wesentlichen gleich dem Gewicht des Kolbens 78 und dem Gewicht des Gewichts 86 ist, beginnt der Kolben 78, sich in seine zweite Position zu bewegen. Wenn sich der Kolben 78 in seine zweite Position bewegt, lassen die Durchlässe 62, 64 den Gasdurchtritt durch sie hindurch zu. Der Druck in der Vorrichtung 30 zieht das Luftversorgungsventil 50 in seine offene Position, so dass eine Portion Atemgas durch es hindurch in die Inhalationskammer 40 eingesaugt wird.
Während der Ausatmung des Patienten bewegt sich der Kolben 78 gegen die Wirkung der Schwerkraft und des Gewichts 86 aus seiner Gasversorgungsposition (1), in der der obere Endabschnitt 84 etwas von der Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 beabstandet ist, in seine Gasaufnahmeposition (12, 13, 14 und 15), bei der der obere Endabschnitt 84 benachbart zu dem Luftdurchtritt 64 liegt. Das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des oberen Endteils 84 des Kolbens 78 wird abhängig von der Patientenatmung variieren. Während der Ausatmung wird die mechanische Arbeit, die durch den Patienten ausgeführt wurde, in Form potentieller Energie gespeichert, wenn sich der Kolben 78 nach oben bewegt.
Wenn die Ausatmung unterbleibt, ist der Kolben 78 in seiner zweiten Position angeordnet, bei der der obere Endabschnitt 84 neben dem Durchtritt 64 liegen kann und sich das Luftleitelement 98 in seine erste Position bewegt, um ausgeatmetes Gas in die Atmosphäre entweichen zu lassen. Frisches Atemgas wird kontinuierlich in die Inhalationskammer 40 gesaugt, bis der Kolben 78 die zweite Position erreicht. Wenn die Einatmung beginnt, schließen die Ventile 50 und 76, um zu verhindern, dass Gas durch sie strömt und damit die Inhalationskammer 40 eine Portion von frischem Atemgas darin halten kann. Während der Einatmung benützt der Patient lediglich die gespeicherte mechanische Energie, die dann auf den Patienten durch den Kolben 78 übertragen wird, um die Atmungsbemühungen des Patienten zu unterstützen, wenn sich der Kolben 78 nach unten bewegt.
14–18 zeigen, wie der Patient beginnt, die Portion an Atemgas innerhalb der Inhalationskammer 40 durch das Ventil 52 und die Maske 100 einzuatmen. Die Einatmung des Patienten bewirkt, dass sich das Ventil 52 öffnet, um die Portion an Atemgas in die Maske 100 durch es hindurch eintreten zu lassen. Der Druck in der Atemmaske 100 und den flexiblen Leitungen 106, 108 sinkt beispielsweise auf 10 cm Wassersäule, was durch das Gewicht des Kolbens 78 dividiert durch seine Fläche bestimmt wird. Dieser Druckwert kann verändert werden, beispielsweise basierend auf der Größe des Kolbens 78.
Falls der Patient fortfährt, einzuatmen, nachdem er die gesamte Portion Atemgas in der Inhalationskammer 40 eingeatmet hat (d. h. der Patient benötigt mehr Luft, als in der Inhalationskammer 40 akkumuliert wurde), können die Ventile 50, 52 geöffnet werden, um den Patienten zusätzliche Atemluft aus der Atmosphäre einatmen zu lassen. In diesem Fall würde die Einatmung des Patienten das Ventil 52 öffnen. Es würde eine Druckänderung in der Inhalationskammer 40 erzeugt, die bewirken würde, dass sich das Ventil 50 öffnet, um Atemluft in die Inhalationskammer 40 und zu dem Patienten durch das Ventil 52 aus der Atmosphäre zuzulassen.
Sobald der Druck unter 11 cm Wassersäule fällt, unterstützt der Einfluss der Schwerkraft und des Gewichts des Luftleitelements 98 die Bewegung des Luftleitelements 98 in seine erste Position, wie in 15 gezeigt, wo es ausgeatmetes Gas von der Ausatmungskammer 42 leitet, um durch die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 zu strömen. Das Gewicht 86 und der Einfluss der Schwerkraft bewegen den Kolben 78 in seine erste Position. Als Ergebnis drängt das obere Teil 84 des Kolbens 78 ausgeatmetes Kohlendioxid aus der Ausatmungskammer 42 durch die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68, das Ventil 88, die Öffnung 94 und in die Atmosphäre. Der untere Abschnitt 82 des Kolbens 78 leitet die Atemgasportion, die in der Inhalationskammer 40 angesammelt wurde, durch das Luftversorgungsventil 52, die Leitung 106, den Einatmungsanschluss 102 und in die Maske 100, um die Einatmung des Patienten zu unterstützen.
Während der Einatmung des Patienten bewegt der Einfluss der Schwerkraft in Kombination mit dem Gewicht 86 den obere Endabschnitt 84 des Kolbens 78 aus einer Position, in der er von dem Luftdurchtritt 64 (12–15) geringfügig beabstandet ist, in eine Position, in der er von der Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 68 (1) geringfügig beabstandet ist.
Sowie der Patient mit der Atmung fortfährt, d. h., Atmen durch Einatmen aufeinander folgender Atemzüge, wird die Vorrichtung 30 kontinuierlich weiterarbeiten, wie zuvor beschrieben, besonders in Übereinstimmung mit 7–18, die einen vollen Atmungszyklus (Einatmung und Ausatmung) des Patienten bilden. 14–18 bilden die Einatmungshälfte des Atmungszyklus' des Patienten und 7–13 bilden die Ausatmungshälfte des Atmungszyklus' des Patienten. Wenn aber die Maske 100 von dem Patienten entfernt wird oder falls der Patient aufhört auszuatmen, kehrt die Vorrichtung 30 in ihre Anfangsposition, die in 1 gezeigt ist, zurück, die zum Beispiel verwendet werden kann, wenn die Vorrichtung 30 aufbewahrt wird.
Prinzip bedingt können die beispielhaften Drücke, die zuvor unter Bezug auf die Vorrichtung 30 beschrieben wurden, innerhalb des Bereichs von zum Beispiel 2–20 cm Wassersäule eingestellt werden. Der Druck, der nötig ist, um das Luftleitelement 98 zu heben, hängt von dem Ausatmungsdruck ab, d. h., dem Druck, mit dem der Patient ausatmet. Die Vorrichtung 30 weist beispielsweise einen Ausatmungsdruck und einen Behandlungsdruck auf, der niedriger als der Ausatmungsdruck ist. Die Druckdifferenz zwischen dem Behandlungsdruck und dem Ausatmungsdruck ist ausreichend, so dass das Luftleitelement 98 erfolgreich bei einem Druck arbeiten kann, der zwischen dem Ausatmungsdruck und dem Behandlungsdruck eingestellt ist.
19–23 zeigen eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 für einen Patienten, die eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30 ist. In der folgenden Beschreibung der in 19–23 dargestellten Ausführungsform werden lediglich die Merkmale der Ausführungsform, die sich von der in 1–18 dargestellten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben. Das heißt, dass die einzelnen Teile in jenen Ausführungsformen, die die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform sind, in den Zeichnungen mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind, und dass die Beschreibung darüber weggelassen wird. Die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 arbeitet im Wesentlichen auf gleiche Weise wie die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 30, setzt aber eine stärker vereinfachte Konstruktion um.
Die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 umfasst ein Gehäuse 131 und eine Atemmasken-Anordnung 34, die die gleiche Atemmaskenanordnung ist, die in 1 dargestellt ist. Das Gehäuse 131 ist mit der Atemmaskenanordnung 34 verbunden und ist ausgelegt, Atemgas durch die Atemmaskenanordnung 34 dem Patienten zuzuführen und vom Patienten ausgeatmetes Gas durch die Atemmaskenanordnung 34 zu entfernen, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Die Atemmaskenanordnung 34 kann mit dem Ventil 88 und dem Luftleitelement 98 in einer Weise verbunden sein, die der zuvor unter Bezug auf die Vorrichtung 30, die in 1 gezeigt ist, beschriebenen gleicht.
Das Gehäuse 131 weist ein oberes Element 132 und ein unteres Element 134 auf, die in fluider Verbindung miteinander stehen, so dass sich das obere Element 132 in Bezug auf das untere Element 134 bewegen kann. Das obere Element 132 und das untere Element 134 können die Form konzentrischer Zylinder aufweisen oder sie können gestaltet sein, jede andere komplementäre Konfiguration aufzuweisen. Obwohl das obere Element 132 und das untere Element 134 mit jeden beliebigen Abmessungen oder jeder beliebigen Größe gebildet werden können, können das obere Element 132 und das untere Element 134 eine Höhe von 10–15 Zentimetern, einen Innendurchmesser von 10–15 Zentimetern und ein Volumen von 0,75–1,5 Litern aufweisen, falls sie die Form konzentrischer Zylinder aufweisen.
Wie in 19 gezeigt, umfasst das obere Element 132 eine obere Wand 136 mit einer Innenwand 138 und einer Außenwand 140, die von dort nach unten verläuft. Die Innenwand 138 und die Außenwand 140 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Ein Gewicht 142 kann beispielsweise einen Teil der oberen Wand 136 bilden (angeordnet gezeigt zwischen der Innenwandung 138 des oberen Elements 132 in 19), oder kann fest an der oberen Wand 136 durch eine Befestigungsvorrichtung, ein Bindungsmaterial oder einen Klebstoff angefügt werden.
Das untere Element 134 umfasst eine untere Wand 144 mit einer Innenwandstruktur 146 und einer Außenwandstruktur 148, die sich von dort nach oben erstreckt. Die Innenwandstruktur 146 und die Außenwandstruktur 148 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander. Die Innenwandstruktur 146 umfasst ein Wändepaar 150A, 150B, die die Innenwand 148 des oberen Elements 132 zwischen sich aufnehmen. Ein Fluid 152, wie beispielsweise Wasser, Öl, ein Schmiermittel oder ein anderes Fluid, wird im Wesentlichen von den Wänden 150A, 150B, 154A, 154B umgeben. Die Fluidmenge 152 zwischen den Wänden 150A, 150B und 154A, 154B misst eine Druckänderung zwischen der Einatmungskammer 156, beziehungsweise der Ausatmungskammer 158. Für den Betrieb der Vorrichtung 130 ist die Fluidmenge 152 nicht entscheidend. Das Fluid 152 kann jedes Fluid sein, obwohl Wasser bevorzugt wird, da ein Patient oder Pfleger die Vorrichtung 130 mit Wasser wieder auffüllen kann, wenn es nötig ist.
Alternativ könnte diese Konstruktion umgekehrt werden, indem die Innenwand 138 und die Außenwand 140 an dem unteren Element 134 vorgesehen sind und die Innenwandstruktur 146 und die Außenwandstruktur 148 an dem oberen Element 132 vorgesehen sind.
Das Fluid 152 lässt zu, dass sich die Innenwand 138 relativ zu den Wänden 150A, 150B bewegt. Die Außenwandstruktur umfasst ein Wändepaar 154A, 154B, die die Außenwand 140 des oberen Elements 132 zwischen sich aufnehmen. Die Wände 154A, 154B umgeben im Wesentlichen die Außenwand 140 und das Fluid 152, wodurch eine relative Bewegung zwischen der Außenwand 140 und den Wänden 154A, 154B zugelassen wird. Die Wand 150A begrenzt eine Einatmungs- oder Inhalationskammer 156 und die Wände 154A wirken zusammen, um eine Ausatmungskammer 158 zu definieren.
Das Fluid 152 ist zwischen den nach oben verlaufenden 150A, 150B, 154A, 154B angeordnet und umgibt im Wesentlichen die Innen- und Außenwände 138, 140. Wie in 19 gezeigt, steht das Fluid zwischen der Wand 150A und der Innenwand 138 in Verbindung mit der Einatmungskammer 156 und das Fluid zwischen der Wand 150B und der Innenwand 138 in Verbindung mit der Ausatmungskammer 158. Das Fluid zwischen der Wand 154B und der Außenwand 140 steht in Verbindung mit einer Atmosphäre, und das Fluid zwischen der Wand 154A und der Außenwand 140 steht in Verbindung mit der Ausatmungskammer 158.
Das Fluid 152 kann eine relative Druckdifferenz zwischen der Einatmungskammer 156 und der Ausatmungskammer 158 zeigen. Die Druckdifferenz kann in der Ausführungsform, die in 19–23 gezeigt ist, durch die Höhendifferenz des Fluidpegels auf gegenüberliegenden Seiten der Innen- und Außenwände 138, 140 gezeigt werden. Falls beispielsweise der Fluidpegel zwischen der Wand 154B und der Außenwand 140 im Wesentlichen gleich dem Fluidpegel zwischen der Wand 154A und der Außenwand 140 ist, dann ist die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und der Ausatmungskammer 158 minimal (19). Falls jedoch der Fluidpegel zwischen der Wand 150A und der Innenwand 138 sich von dem Fluidpegel zwischen der Wand 150E und der Innenwand 138 unterscheidet, haben die Einatmungskammer 156 und die Ausatmungskammer 158 verschiedene Drücke (20 und 22–23). Wie in 20 und 22–23 gezeigt, wird die Druckdifferenz zwischen der Einatmungskammer 156 und der Ausatmungskammer 158 durch die Höhendifferenz ΔP zwischen den jeweiligen Fluidpegeln dargestellt.
Obwohl das Fluid 152 in 19 so dargestellt ist, als läge im Wesentlichen der gleiche Pegel sowohl zwischen den Wänden 154A, 154B und der Außenwand 140 als auch zwischen den Wänden 150A, 150B und der Innenwand 138 vor, könnte das Fluid 152 mit unterschiedlichen Pegeln zwischen jenen Wänden vorgesehen sein. Die Fluidmenge 152 zwischen den Wänden 154A, 154B und der Außenwand 140 und zwischen den Wänden 150A, 150B und der Innenwand 138 misst eine Druckänderung zwischen der Einatmungskammer 156 und der Ausatmungskammer 158. Daher ist die Fluidmenge zwischen den Wanden 138, 140, 150A, 150B, 154A und 154B nicht für den Betrieb der Vorrichtung 130 entscheidend.
Wenn sich das obere Element 132 relativ zu dem unteren Element 134 in einer nach unten gerichteten Richtung bewegt, wird das Fluid 152 durch die Innen- und Außenwände 138, 140 verdrängt. Der Druck entweder in der Einatmungskammer 156 oder der Ausatmungskammer 158 verändert sich, d. h., steigt oder sinkt, nicht zwangsläufig, obwohl das Fluid 152 zwischen den Wänden 150A, 38, 150B und 154A, 40, 154B verdrängt worden ist.
Das obere Element 132 ist konstruiert und eingerichtet, um sich während einer Ausatmungsphase eines Atemzyklus' des Patienten als Reaktion auf eine Kraft der Ausatmung des Patienten zu heben, um Frischluft in die Einatmungskammer 156 einzusaugen und zuzulassen, dass sich vom Patienten ausgeatmete Luft in der Ausatmungskammer 158 ansammelt. Das obere Element 132 ist auch konstruiert und eingerichtet, um während einer Einatmungsphase des Atemzyklus' des Patienten eine Quelle von druckbeaufschlagter Frischluft dem Patienten bereit zu stellen und eine Kraft zu liefern, um die in der Ausatmungskammer 158 angesammelte ausgeatmete Luft auszustoßen.
Die untere Wand 144 umfasst ein Paar darin gefertigter Ventilsitze 160, 162. Die Ventilsitze 160, 162 sind im Wesentlichen mit den Ventilsitzen 46, 48 bezüglich Konstruktion und Betriebsweise identisch. Die untere Wand 144 wirkt mit einem ersten und einem zweiten Gasversorgungsventil 164, 166 und Dichtstrukturen 168, 170 zusammen, um fluide Verbindung durch die entsprechenden Ventilsitze 160, 162 zuzulassen. Die ersten und zweiten Gasversorgungsventile 164, 166 und die Dichtstrukturen 168, 170 sind im Wesentlichen mit den ersten und zweiten Gasversorgungsventilen 50, 52 und den Dichtstrukturen 54, 56 bezüglich Konstruktion und Betriebsweise identisch. Die Versorgungsventile 164, 166 können in Ventilgehäusen, wie beispielsweise dem Gehäuse 58 angeordnet werden.
Von der Ausatmungskammer 158 erstreckt ein Luftdurchgang 172. Der Luftdurchgang 172 ermöglicht den Luftdurchtritt während des Betriebs der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 in die und aus der Ausatmungskammer 158, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Der Luftdurchtritt 172 schließt an einen Ausatmungseinlass 174 und eine Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 176 an, die mit der Ausatmungskammer 158 in fluider Verbindung verbunden sind.
Ein Ausatmungsventilgehäuse 178 ist in fluider Verbindung mit dem Ausatmungseinlass 174 angeordnet und bildet einen Ventilsitz 180, der ausgelegt ist, um eine Dichtstruktur 182 aufzunehmen. Der Ventilsitz 180 und die Dichtstruktur 182 bilden ein Ausatmungsventil 184, welches im Wesentlichen mit dem Ausatmungsventil 76 bezüglich Konstruktion und Betriebsweise identisch ist. Der Ausatmungseinlass 174 und die Gasauswasch-Entlüftungsöffnung 176 sind mit dem Ventil 88 und dem Luftleitelement 98 verbunden, die beide oben beschrieben und in 1 dargestellt sind. Die Atemmaskenanordnung 34 kann mit der Ausatmungskammer 158 der Vorrichtung 130 in fluider Verbindung mit dem Ventil 88 und dem Luftleitelement 98 verbunden werden.
Alternativ können Dichtungen, so wie Kolbenringe, beispielsweise in der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 verwendet werden, um eine wirksame Dichtung zwischen der Einatmungskammer 156 und der Ausatmungskammer 158 bereitzustellen. Beispielsweise können die Dichtungen zwischen den oberen Enden der nach oben verlaufenden Wände 150A, 150B und der Innenwand 138 angeordnet werden und können zwischen den oberen Enden der nach oben verlaufenden Wände 154A, 154B und der Außenwand 140 angeordnet werden. Zusätzlich zur Bereitstellung einer wirksamen Dichtung zwischen der Einatmungskammer 156 und der Ausatmungskammer 158 können die Dichtungen auch als Anschlag für das obere Element 132 dienen, wenn es in eine Lagerposition bewegt wird, wobei die obere Wand 136 des oberen Elements 132 die nach oben verlaufenden Wände 150A, 150B, 154A, 154B kontaktieren und die Innen- und Außenwände 138, 140 die untere Wand 144 des unteren Elements 134 kontaktieren. In der Lagerposition kann die Vorrichtung 130 zum Beispiel gelagert werden, während sie nicht von den Patienten benutzt wird.
Nun wird Bezug auf 19–23 genommen, die den Betrieb der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 darstellen, wenn sie in Verbindung mit einem spontan atmenden Patienten eingesetzt wird. Die Atemmaske 100 ist gezeigt und kann fest über der Nase, dem Mund oder dem Gesicht des Patienten fixiert werden, wie zuvor beschrieben. Bewegungen der beweglichen Teile der Vorrichtung 130 sind in aufeinander folgenden Positionen während ihres Betriebs dargestellt. Während des Betriebs der Vorrichtung 130 kann das Fluid 152 die Druckdifferenz zwischen den Einatmungs- und Ausatmungskammern 156, 158 anzeigen. Die Druckdifferenz ist als ΔP in 20 und 22 angezeigt und kann in einer Weise abgelesen werden, die ähnlich der Art ist, nach der ein Druckmanometer abgelesen wird.
19 zeigt die Vorrichtung 130 in einer Anfangsposition, gerade vor der Patientenausatmung. Die Ventile 164, 166 und 184 sind geschlossen, um Luftdurchtritt zu verhindern, und das obere Element ist in einer Gasversorgungsposition angeordnet, wobei Frischluft in die Einatmungskammer 156 eingesaugt wurde und ausgeatmete Luft in der Ausatmungskammer 158 angesammelt wurde. Ähnlich der Vorrichtung 30 ist das Luftleitelement 98 an dem unteren Teil 92 des Ventils 88 in seiner ersten Position angeordnet. Wenn die Vorrichtung 130 in dieser Anfangsposition ist und ein Patient beispielsweise einatmet, können sich die Ventile 164, 166 öffnen, um den Patienten Atemluft aus der Atmosphäre einatmen zu lassen. In diesem Fall würde die Einatmung des Patienten das Ventil 166 öffnen. Es würde eine Druckänderung in der Inhalationskammer 40 erzeugt, welche bewirken würde, dass sich das Ventil 164 öffnet, um Atemluft in die Einatmungskammer 156 und zu dem Patienten durch das Ventil 166 aus der Atmosphäre zuzulassen.
Wenn der Patient ausatmet, wie in 20 gezeigt, wird durch das Luftversorgungsventil 166 verhindert, dass ausgeatmetes Gas, wie beispielsweise Kohlendioxid, durch den Anschluss 102 und die Leitung 106 strömt. Das ausgeatmete Gas strömt aus dem Anschluss 104 und durch die Leitung 108. Der Druck in der Maske 100 steigt an, bis der Druck ein bestimmtes Niveau erreicht, das geeignet ist, um das Luftleitelement 98 zu bewegen. Das Druckniveau, um das Luftleitelement 98 zu bewegen, kann beispielsweise 11 cm Wassersäule betragen. Wenn der Druck beispielsweise das bestimmte Druckniveau erreicht, wie in 20 gezeigt, bewegt sich das Luftleitelement 98 in seine zweite Position. In seiner zweiten Position leitet das Luftleitelement 98 das ausgeatmete Gas, so dass es durch den Ausatmungseinlass 174 und das Ausatmungsventil 184 strömt, so dass das ausgeatmete Gas anfängt, die Ausatmungskammer 158 zu füllen.
Wenn die Ausatmung weiter andauert, steigt der Druck in der Ausatmungskammer 158 weiterhin, bis der Druck das Gewicht des oberen Elements 132 und des Gewichts 142 übersteigt. Wenn der Druck zum Beispiel einen Wert erreicht, der im Wesentlichen gleich dem Gewicht des oberen Elements 132 und des Gewichts 142 ist, fängt das obere Element 132 an, sich in Bezug auf das untere Element 134 nach oben zu bewegen. Sowie sich das obere Element 132 nach oben bewegt, sammelt sich vom Patienten ausgeatmete Luft in der Ausatmungskammer 158 an. Der Druck in der Vorrichtung 130 zieht das Gasversorgungsventil 164 in seine geöffnete Position, so dass eine Portion frisches Atemgas aus der Atmosphäre durch es hindurch in die Einatmungskammer 156 gesaugt wird.
Während der Ausatmung des Patienten bewegt sich das obere Element 132 gegen die Schwerkraft und das Gewicht 142 aus einer abgesenkten Position (bei der die obere Wand 136 in enge Nähe mit den nach oben verlaufenden Wanden 150A, 150B, 154A, 154B bewegt wird, und bei der die Innen- und Außenwände 138, 140 in enge Nähe mit der unteren Wand 144 bewegt werden) in eine Zwischenposition (21). 21 zeigt die Vorrichtung 130 in ihrer Zwischenposition, wobei der Patient aufhört auszuatmen, aber vor der Einatmung. Das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des oberen Elements 132 wird von dem ausgeatmeten Atemzug des Patienten abhängen.
Während der Ausatmung wird die mechanische Arbeit, die durch den Patienten ausgeübt wird, in Form von potentieller Energie gespeichert, wenn sich das obere Element 132 nach oben bewegt. Wenn die Ausatmung ausbleibt, ist das obere Element 132 in seiner Zwischenposition angeordnet, wie in 21 gezeigt, und das Luftleitelement 98 bewegt sich in seine erste Position, um die ausgeatmete Luft in die Atmosphäre entweichen zu lassen. Frisches Atemgas wird kontinuierlich in die Einatmungskammer 156 gesaugt, bis das obere Element 132 seine höchste Position erreicht.
Nachdem die Ausatmung aufhört und vor der Einatmung schließen sich die Ventile 164, 166, 184, um zu verhindern, dass Gas hindurchtritt (wie in 21 gezeigt). 21 könnte ein typisches Beispiel einer Situation sein, in der ein Patient ausatmet, jedoch die Kraft, mit der der Patient ausatmet nicht groß genug ist, um das Luftleitelement 98 anzuheben.
22 und 23 sind sequenzielle Ansichten der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130, die darstellen, wie ein Patient eine Portion frisches Atemgas wie beispielsweise Sauerstoff aus der Einatmungskammer 156 einatmet. Wenn der Patient beginnt einzuatmen, öffnet sich das Luftversorgungsventil 166, um den Luftdurchtritt zuzulassen, und der Patient kann frische Atemluft aus der Einatmungskammer 156 in die Maske 100 durch das Luftversorgungsventil 166, die flexible Leitung 106 und den Einatmungsanschluss 102 einsaugen. Die Portion frisches Atemgas tritt in die Patientenlunge ein, bis die Einatmungsphase des Atemzyklus' des Patienten beendet ist.
Wenn die Einatmung beginnt, schließen sich die Ventile 164 und 184, um zu verhindern, dass Gas durch sie strömt und damit die Einatmungskammer 156 eine Portion frisches Atemgas in sich halten kann. Während der Einatmung verwendet der Patient lediglich die gespeicherte mechanische Energie, die dann auf den Patienten durch das obere Element 132 übertragen wird, um die Atemtätigkeit des Patienten zu unterstützen, wenn sich das obere Element 132 nach unten bewegt.
Während der nachfolgenden Einatmung des Patienten hilft der Einfluss der Schwerkraft in Kombination mit dem Gewicht 142, das obere Element 132 relativ zu dem unteren Element 134 in einer nach unten gerichteten Richtung zu bewegen. Die Abwärtsbewegung des oberen Elements 132 drängt frische Luft aus der Einatmungskammer 156 und lässt vom Patienten ausgeatmete Luft, die sich in der Ausatmungskammer 158 angesammelt hat, in die Atmosphäre entweichen.
Falls der Patient fortfährt einzuatmen, nachdem er die gesamte Portion Atemgas in der Einatmungskammer 156 eingeatmet hat (d. h., der Patient benötigt mehr Luft als sich in der Einatmungskammer 156 angesammelt hat), können sich die Ventile 164, 166 öffnen, um den Patienten zusätzliche Atemluft aus der Atmosphäre einatmen zu lassen.
In diesem Fall würde die Einatmung des Patienten das Ventil 166 öffnen. Es würde eine Druckänderung in der Einatmungskammer 156 erzeugt, die bewirken würde, dass sich das Ventil 164 öffnet, um Atemluft aus der Atmosphäre durch das Ventil 166 in die Einatmungskammer 156 und zu dem Patienten zu lassen.
Wenn der Patient aufhört einzuatmen, und gerade vor der Ausatmung des Patienten, ist die Vorrichtung 130 in ihrer Anfangsposition angeordnet, wie in 19 gezeigt. Aus ihrer Anfangsposition arbeitet die Vorrichtung 130, wie zuvor unter Bezug auf die 20–23 gezeigt und beschrieben.
Wenn der Patient die Respiration, d. h. das Atmen, fortsetzt, indem er aufeinander folgende Atemzüge holt, wird die Vorrichtung 130 kontinuierlich wie zuvor beschrieben arbeiten, besonders in Übereinstimmung mit 20–23, die einen vollen Atemzug (Ausatmung und Einatmung) des Patienten bilden. 22–23 bilden die Einatmungsphase des Patientenatemzugs (Atemzyklus) und 20 bildet die Ausatmungsphase des Patientenatemzugs (Atemzyklus). Wenn die Maske 100 jedoch von dem Patienten entfernt wird, oder falls der Patient aufhört auszuatmen, kehrt die Vorrichtung 130 in ihre abgesenkte Position, die in 19 gezeigt ist, zurück, die zum Beispiel verwendet werden kann, wenn die Vorrichtung 130 aufbewahrt wird.
24–28 zeigen eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung 230 für einen Patienten, die eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 ist. In der folgenden Beschreibung der in 24–28 dargestellten Ausführungsform werden lediglich die Merkmale der Ausführungsform beschrieben, die sich von der in 19–23 dargestellten Ausführungsform unterscheiden. Das heißt, dass die einzelnen Teile in jenen Ausführungsformen, die die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform sind, in den Zeichnungen mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen sind, und dass deren Beschreibung weggelassen wird. Die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 230 arbeitet im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130, setzt jedoch eine alternative Konstruktion um.
Die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 230 umfasst ein Gehäuse 231 mit einem oberen Element 232 und einem unteren Element 234, die in fluider Verbindung miteinander stehen, so dass das obere Element 232 sich in Bezug auf das untere Element 234 bewegen kann (26). Das obere Element 232 und das untere Element 234 können die Form konzentrischer Zylinder aufweisen, oder sie können gestaltet sein, jede andere komplementäre Konfiguration aufzuweisen, beispielsweise mit rechteckigen oder runden Querschnittsabschnitten. Obwohl das obere Element 232 und das untere Element 234 mit jeden beliebigen Abmessungen oder jeder beliebigen Größe ausgebildet sein können, können zum Beispiel das obere Element 232 und das untere Element 234 eine Höhe von 10–15 Zentimetern, einen Innendurchmesser von 10–15 Zentimetern und ein Volumen von 0,75–1,5 Liter aufweisen, falls sie in der Form konzentrischer Zylinder vorliegen.
Das untere Element 232 umfasst eine untere Wand 236 mit einer Innenwand 238 und einer Außenwand 240, die von dort nach oben verläuft (25). Die Innenwand 238 und die Außenwand 240 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander.
Wie in 26 gezeigt, weist das obere Element 232 die Form einer oberen Wand 244 mit einer Innenwandstruktur 246 und einer Außenwandstruktur 248 auf, die sich von dort nach oben erstreckt. Die Innenwandstruktur 246 und die Außenwandstruktur 248 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander. Die Innenwandstruktur 246 umfasst ein paar Wände 250A, 250B, die die Innenwand 238 des unteren Elements 234 zwischen sich aufnehmen. Ein Fluid 152 wie beispielsweise Wasser, Öl, ein Schmiermittel oder ein anderes Fluid, ist im Wesentlichen durch die Innen- und Außenwände 238, 240 umgeben. Eine Fluidmenge 152 zum Beispiel ist durch die Innenwand 238 umgeben, so dass es ein bestimmtes Fluidniveau in der Einatmungskammer 256 aufweist, und eine weitere Fluidmenge ist durch die Außenwand 240 umgeben, so dass es ein bestimmtes Fluidniveau in der Ausatmungskammer 258 aufweist. Obwohl das Fluid 152 so dargestellt ist, dass es im Wesentlichen das gleiche Niveau sowohl in der Einatmungskammer 256 als auch in der Ausatmungskammer 258 aufweist, könnte das Fluid 152 mit beispielsweise unterschiedlichen Niveaus in der Einatmungskammer 256 und der Ausatmungskammer 258 vorgesehen sein. Die Fluidmenge 152 in der Einatmungskammer 256 und der Ausatmungskammer 258 misst eine Druckdifferenz zwischen der Einatmungskammer 256 und der Ausatmungskammer 258 und ist für den Betrieb der Vorrichtung 230 nicht entscheidend. Das Fluid 152 kann jedes Fluid sein, obwohl Wasser bevorzugt wird, da ein Patient oder Pfleger die Vorrichtung 230 mit Wasser wieder auffüllen kann, falls es nötig ist.
Alternativ könnte diese Konstruktion umgekehrt werden, indem die Innenwand 238 und die Außenwand 240 auf dem oberen Element 232 vorgesehen sind und indem die Innenwandstruktur 246 und die Außenwandstruktur 248 an dem unteren Element 234 vorgesehen sind.
Ein Gewicht 242 kann zum Beispiel einen Abschnitt der oberen Wand 244 bilden (gezeigt zwischen der Innenwandstruktur 246 des oberen Elements 232 in 24) oder kann fest an der oberen Wand 244 durch einen Befestigungsvorrichtung, ein Bindematerial oder einen Klebstoff befestigt sein.
Die Innenwand 238 kann sich relativ zu den Wanden 250A, 250B bewegen. Die Außenwandstruktur 248 umfasst ein Wändepaar 254A, 254B, die die Außenwand 240 des unteren Elements 234 zwischen sich aufnehmen. Die Wände 254A, 254B umgeben im Wesentlichen die Außenwand 240, und die Wand 254A wirkt mit der Außenwand 240 zusammen, um im Wesentlichen das Fluid 152 zu umgeben, wodurch eine relative Bewegung zwischen der Außenwand 240 und den Wänden 254A, 254B zugelassen wird. Die Wand 250A begrenzt die Einatmungs- oder Inhalationskammer 256 und die Wände 250B, 254A wirken zusammen, um eine Ausatmungskammer 258 zu definieren.
Die Einatmungskammer 256 und die Ausatmungskammer 258 sind im Wesentlichen bezügliche Konstruktion und Betriebsweise die gleichen wie die Einatmungskammer 156 und die Ausatmungskammer 158.
Ein erstes Gasversorgungventil 264 ist im Wesentlichen bezüglich Konstruktion und Betriebsweise mit dem ersten Gasversorgungsventil 50, das in 1 gezeigt ist, und dem ersten Gasversorgungsventil 164, das in 19 gezeigt ist, identisch. Das Gasversorgungsventil 266 ist das gleiche wie das Gasversorgungsventil, das in 19 gezeigt ist, aber es ist in einem längs verlaufenden Ventilgehäuse 202 angeordnet.
Das Ventilgehäuse 202 erstreckt sich über die untere Wand 236 und das Fluid 152, um mit der Einatmungskammer 256 in Verbindung zu stehen.
Ein ausgedehnter Luftdurchtritt 204 erstreckt sich über die untere Wand 236 und das Fluid 152, um mit der Ausatmungskammer 258 in Verbindung zu stehen. Der Luftdurchtritt 204 verläuft von der Ausatmungskammer 258 zu einem Luftdurchtritt 272. Die Luftdurchtritte 204, 272 ermöglichen den Luftdurchtritt in die und aus der Ausatmungskammer 258 während des Betriebs der Vorrichtung zu Atemgasversorgung 230 in einer Weise, die ähnlich der in Bezug auf den Luftdurchtritt 172 der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 zuvor beschriebenen ist.
In der Vorrichtung zu Atemgasversorgung 230, wie gezeigt in 25–28, arbeiten die Ventile 264, 266 und 184 und das Luftleitelement 198 in der gleichen Weise (für die gleichen Phasen des Atemzyklus' des Patienten) wie zuvor in Bezug auf die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 beschrieben, wie in 20–23 gezeigt. Insbesondere arbeiten die Ventile 264 und 266 im Wesentlichen in der gleichen Weise wie zuvor in Bezug auf die Ventile 164 und 166 der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 beschrieben.
29–33 zeigen eine Vorrichtung zur Atemgasversorgung 330 für einen Patienten, die noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 ist. In der folgenden Beschreibung der in 29–33 dargestellten Ausführungsform werden lediglich die Merkmale der Ausführungsform, die sich von der in 29–33 dargestellten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben. Das bedeutet, dass die einzelnen Teile in jenen Ausführungsformen, die die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform sind, in den Zeichnungen mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen sind, und dass die Beschreibung darüber weggelassen wird.
Die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 330 arbeitet im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130, setzt jedoch hinsichtlich einiger Gesichtspunkte eine stärker vereinfachte Konstruktion um. Beispielsweise und ähnlich der Vorrichtung 130 umfasst die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 330 eine Innenwandstruktur 346 und eine Außenwandstruktur 348, die zwischen einer oberen Wand 136 und einer unteren Wand 144 verlaufen. In der Vorrichtung 330 jedoch sind die Innenwandstruktur 346 und die Außenwandstruktur 348 durch flexible mechanische Strukturen gebildet, wie Blasebälge und Ziehharmonikas. Die inneren und äußeren flexiblen mechanischen Strukturen 346, 348 können mit der oberen Wand 136 und der unteren Wand 144 beispielsweise durch Befestigungsmittel, Bindematerial oder Klebstoffe verbunden werden. Die innere flexible mechanische Struktur 346 begrenzt eine Einatemkammer 356 und die inneren und äußeren flexiblen mechanischen Strukturen 346, 348 wirken zusammen, eine Ausatmungskammer 358 zu definieren. Wie in 29–33 gezeigt, ist die Einatmungskammer 356 im Wesentlichen im Betrieb die gleiche wie die Einatmungskammer 156 (19–23) und die Ausatmungskammer 358 ist im Wesentlichen im Betrieb die gleiche wie die Ausatmungskammer 158 (29–33).
29–33 zeigen, dass die inneren und äußeren flexiblen mechanischen Strukturen 346, 348 während der Einatmungsphase des Atemzyklus' des Patienten kontrahieren und während der Ausatmungsphase des Atemzyklus' des Patienten expandieren. Die Ventile 164, 166 und 184 und das Luftleitelement 198 arbeiten in der gleichen Weise (für die gleichen Phasen des Atemzyklus' des Patienten) wie zuvor in Bezug auf die Vorrichtung zur Atemgasversorgung 130 beschrieben.
Beispielsweise könnte eine externe Energiequelle verwendet werden, um Energie für den zumindest einen Kolben 78, das Luftleitelement 98 und die oberen Elemente 132, 232 zu liefern, um die Inhalationskammer 40, 156, 256 unter Druck zu setzen. Sowohl der Kolben 78 als auch das Luftleitelement 98 könnten angetrieben werden, oder eins der oberen Elemente 132, 232 und das Luftleitelement 98 könnten angetrieben werden. Auf diese Weise könnte elektrische Energie verwendet werden, um die Atemtätigkeit zu unterstützen. Zum Beispiel kann in der Vorrichtung 30 die Inhalationskammer 40 mit Druck beaufschlagt werden, um das Gewicht 86 und den Kolben 78 in ihre Gasaufnahmeposition zu bewegen, während einer anfänglichen Einatmungsphase des Atemzyklus' des Patienten. In der Vorrichtung 130 könnte die Einatmungskammer 156 beispielsweise auch unter Druck gesetzt werden, und in der Vorrichtung 132 könnte die Einatmungskammer 256 ebenfalls mit Druck beaufschlagt werden. Die Energiequelle könnte niederenergetisch sein und könnte beispielsweise Batterieenergie oder Wechselstrom verwenden. Eine externe Energiequelle könnte auch verwendet werden, um Energie der oberen Wand 136 der Vorrichtung zur Atemgasversorgung 330 zuzuführen, um die inneren und äußeren flexiblen mechanischen Strukturen 346, 348 zu kontrahieren oder zu expandieren, um beispielsweise die Einatmungskammer 356 unter Druck zu setzen.
Die externe Energiequelle könnte in der Vorrichtung zur Atemgasversorgung auch auf andere Weise eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung zur Atemgasversorgung ein angetriebenes System zur Atemgasversorgung und eine Energieversorgung umfassen. Die Energieversorgung kann mit dem angetriebenen System zur Atemgasversorgung verbunden werden, um die Atemtätigkeit des Patienten, beispielsweise wie zuvor beschrieben, zu unterstützen.
Während die Prinzipien der Erfindung in den beispielhaften Ausführungsformen, die zuvor dargelegt wurden, verdeutlicht wurden, wird der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nur durch die folgenden beigefügten Ansprüche beschränkt.
Die vorstehenden bevorzugten besonderen Ausführungsformen wurden zum Zweck der Darstellung der funktionellen und strukturellen Prinzipien dieser Erfindung gezeigt und beschrieben, die nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt ist, und können der Veränderung unterzogen werden, ohne von diesen Prinzipien abzuweichen.

Claims

Gerät (30) zur Atemgasversorgung eines Patienten, umfassend: ein Gehäuse (35) mit einer Einatemkammer (40) und einer Ausatemkammer (42); eine erste, mit dem Gehäuse (35) in Verbindung stehende bewegliche Struktur (78); und eine mit der Einatemkammer (40) und der Ausatemkammer (42) in Verbindung stehende Atemmasken-Anordnung (34), dadurch gekennzeichnet, dass die erste bewegliche Struktur (78) konstruiert und eingerichtet ist, um: 1.) sich während einer Ausatmungsphase eines Atemzyklus des Patienten als Reaktion auf eine Kraft der Ausatmung des Patienten zu heben, um Frischluft in die Einatemkammer (40) einzusaugen und zu gestatten, dass sich vom Patienten ausgeatmete Luft in der Ausatemkammer (42) ansammelt, und 2.) während einer Einatmungsphase des Atemzyklus des Patienten für den Patienten eine Quelle von druckbeaufschlagter Frischluft bereitzustellen und eine Kraft zu liefern, um die in der Ausatemkammer (42) gesammelte ausgeatmete Luft auszustossen.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 1, weiter umfassend eine zweite bewegliche Struktur (98), die konstruiert und eingerichtet ist, um sich als Reaktion auf den Atemzyklus des Patienten zu bewegen.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 2, wobei entweder die erste bewegliche Struktur (78) oder die zweite bewegliche Struktur (98) angetrieben ist, um einen Teil mindestens einer der Einatemkammer (40) oder der Ausatemkammer (42) unter Druck zu setzen, um die Atemtätigkeit des Patienten zu unterstützen.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 2, wobei die erste bewegliche Struktur (78) und die zweite bewegliche Struktur (98) während des Übergangs von der Einatmungsphase des Atemzyklus des Patienten zur Ausatmungsphase des Atemzyklus des Patienten in einer gemeinsamen Richtung bewegbar sind, und wobei die erste bewegliche Struktur (78) und die zweite bewegliche Struktur (98) während dem Übergang von der Ausatmungsphase des Atemzyklus des Patienten zur Einatmungsphase des Atemzyklus des Patienten entgegengesetzt zur gemeinsamen Richtung bewegbar sind.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (35) eine Aussenwand (36) mit einer darin ausgebildeten Entlüftungsöffnung (68) aufweist, wobei die Entlüftungsöffnung (68) mit einer die Aussenwand (36) umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 5, wobei die erste bewegliche Struktur (78) Teil einer Druckbetätigungsanordnung ist und die Druckbetätigungsanordnung weiter umfasst: eine zweite bewegliche Struktur (98), wobei sowohl die erste als auch die zweite bewegliche Struktur (78, 98) konstruiert und eingerichtet sind, um sich als Reaktion auf den Fluiddruck zu bewegen zwischen (1) einer ersten Stellung sowohl der ersten als auch der zweiten beweglichen Struktur (78, 98), wobei die Bewegung der ersten und der zweiten beweglichen Strukturen (78, 98) in einer gemeinsamen Richtung eine Zuführung von ausgeatmetem Gas aus der Atemmasken-Anordnung (34) erleichtert, welches in der Ausatemkammer (42) aufgenommen wird, sowie eine Zuführung von Atemgas erleichtert, welches in der Einatemkammer (40) aufgenommen wird, und (2) einer zweiten Stellung sowohl der ersten als auch der zweiten beweglichen Struktur (78, 98), wobei die Bewegung der ersten und der zweiten beweglichen Struktur (78, 98) in einer zweiten, der gemeinsamen Richtung entgegengesetzten Richtung die Zuführung von ausgeatmetem Gas, welches durch die Entlüftungsöffnung (68) zugeführt wird, erleichtert sowie die Zuführung von Atemgas erleichtert, welches der Atemmasken-Anordnung (34) zugeführt wird.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 5, weiter umfassend einen mit der Aussenwand (36) in Wirkverbindung stehenden Luftkammerteiler (38), wobei der Luftkammerteiler (38) konstruiert und eingerichtet ist, um die Einatemkammer (40) und die Ausatemkammer (42) zu teilen, so dass in der Einatemkammer (40) und der Ausatemkammer (42) jeweils getrennte Gase aufgenommen werden können.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 7, wobei im Luftkammerteiler (38) eine mittige Öffnung (85) ausgebildet ist.
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 8, wobei die erste bewegliche Struktur (78) umfasst: einen Körper (80), der sich durch die mittige Öffnung (85) im Luftkammerteiler (38) erstreckt und ausgebildet ist, sich entlang der mittigen Öffnung (85) zu bewegen; ein in der Ausatemkammer (42) angeordnetes und quer zum Körper (80) verlaufendes oberes Endteil (84); und ein in der Einatemkammer (40) angeordnetes und quer zum Körper (80), im Wesentlichen parallel zum oberen Endteil (84) verlaufendes unteres Endteil (82).
Atemgasversorgungsgerät (30) nach Anspruch 1, wobei die erste bewegliche Struktur (78) bewegbar ist zwischen (1) einer ersten Stellung derselben, wobei die erste bewegliche Struktur (78) als Reaktion auf die Ausatmung des Patienten in einer ersten Richtung bewegt wird, um ausgeatmetes Gas zur Ausatemkammer (42) zuzuführen und die Zuführung eines Atemgases zur Einatemkammer (40) zu erleichtern, und (2) einer zweiten Stellung derselben, in der die erste bewegliche Struktur (78) als Reaktion auf die Einatmung des Patienten in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt wird, um die Ausatmung ausgeatmeten Gases aus dem Gehäuse (35) zu erleichtern und dem Patienten Atemgas zuzuführen.