DE661759C - Atmungsapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf einen Atmungsapparat mit periodischer Umsteuerung des Atmungskreislaufes in Abhängigkeit von druckempfindlichen Organen, bei welchen der Druck in den Lungen nie unter Atmosphärendruck sinkt, d. h. einen Atmungsapparat, der insbesondere bei schweren Lungenoperationen verwendet werden kann. Gemäß der Erfindung ist der Apparat mit zwei unabhängig voneinander regelbaren, druckempfindlichen Ventilen versehen, von welchen das eine den Einatmungsvorgaing steuert, während das andere den Ausatmungsvorgang bei Erreichung eines geringen, min- destens aber dem Atmosphärendruck gleichen Druckes unterbricht.

Dadurch, daß die Ventile, welche den Ein- und Ausatmungsvorgang steuern, unabhängig voneinander regelbar sind, ist eine getrennte Regelung der Ein- und Ausatmungsphase möglich, während dies bei den bisher bekannten Apparaten, deren Ein- und Ausatmungsventile immer gemeinsam gesteuert wurden, nicht der Fall war. Denn wenn man bei einem der bekannten Apparate das Ausatmungsventil .oder seine Steuerorgane so verstellen wollte, daß das Ausatmungsventil die Ausatmungsphase unterbricht, ehe der Druck unter Atmosphärendruck gesunken ist, würde durch eine derartige Verstellung des Ausatmungsventils zwangsläufig auch die Einatmungsphase beeinflußt werden, und zwar in ungünstiger Weise.

Durch die Erfindung wird ferner ermöglicht, daß die Atmungsfolge nicht feststehend ist, sondern von dem Patienten selbst durch die bei falscher Atmungsfolge eintretende _N Reflexbewegung seiner Lungenmuskulatur geändert werden kann.'

Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, welche schematisch eine Ausführungsform veranschaulicht.

In der Leitung des Gasbehälters 1 ist ein Reduzierventil 2, ein Druckregler 3 sowie ein Windkessel 4 angeordnet. Vom Windkessel 4 führt die Einatmungsleitung 5 durch eine Drosselstelle 6 zum Hauptventilgehäuse 7 des Apparates. Das Ventilgehäuse 7 enthält zwei Hauptventile 8 und 9, deren Ventilkörper miteinander und mit einem im Druckraum 10 angebrachten druckempfindlichen Relais 11 mittels einer Spule 12 verbunden sind. Zwischen der Ventilkammer 7 und dem Druckraum 10 ist ein Ventil 13 angebracht, welches, sobald der Druck einen gewissen Grenzwert

erreicht hat, ein sehr rasches Einströmen des Gases in den Druckräum io zuläßt, den Gasaustritt aus dem Druckraum dagegen verhindert. An den Druckraum io ist Ablauf leitung 14 mit einer geeigneten eins baren Drosselung 15 angeschlossen.

Das Hauptventilgehäuse 7 ist zwischen die*!!' Ventilen 8 und 9 durch eine Wand 16 in zwei Räume geteilt. Der Raum zwischen dem Ventil 13 und dem Ventil 8 ist durch eine Leitung 17 mit dem Einatmungsventügehäuse 18 verbunden, an den. Raum zwischen dem Ventil 8 und der Wand 16 ist die Zuführleitung 5 angeschlossen, und der Raum zwisehen der Wand 16 und der Ventilöffnung 9 steht über eine Leitung 19 mit dem Ausatmungsventilgehäuse 20 in Verbindung. Sowohl das Einatmungsventilgehäuse 18 wie das Ausatmungsventilgehäuse 20 sind je in eine Ventilkammer 21 bzw. 22 und eine Membrankammer 23 bzw. 24 geteilt. Die Membranen sind mittels Federn 2 5 bzw. 26 gespannt und durch die Spindeln 27 bzw. 28 mit dem Einatmungsventil 3 ο verbunden. Die Einatmungsventilkammer 21 ist durch die Einatmungsleitung 31 mit dem Atmungsmundstück 32 verbunden und durch dieses mit den Lungen, welche schematisch bei 33 angedeutet sind. Von der Einatmungsleitung 31 geht eine Druckausgleichsleitung 34 zu der Membrankammer 24 des Ausatmungsventils 20. In ähnlicher Weise ist die Ventilkammer 22 des Ausatmungsventils 20 durch die Ausatmung sleitung 35 mit dem Atmungsrnundstück 32 und durch 'eine Druckausgleichs-Ieitung36 mit der Membrankammer 23 des Einatmungsventils 18 verbunden.

Die Atmungslage wird vom Manometer 41 abgelesen, welcher an der einen Druckausgleichsleitung, z.B. an der Leitung36, angebracht ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:

Es sei angenommen, daß sämtliche Ventile ihre gezeichnete Ruhelage einnehmen. Das Gas strömt alsdann vom Behälter 1 durch das Reduzierventil 2, den Druckregler 3, den Windkessel 4 und die Leitung 5 mit Drosselung 6 in den Raum oberhalb der Scheidewand 16. Da die Ventile 8 und 29 offen sind, setzt der Gasstrom seinen Weg durch die Leitung 17, die Ventilkammer 21, die Leitung 31 und das Mundstück 32 in die Lungen 3 3 fort, welche unter durch, ihre Ausdehnung bewirkten, andauernd steigenden Gegendruck mit frischem Gas gefüllt werden. Der Druck in den Lungen wird durch die Druckausgleichsleitungen 36 und 34 an die Membrankammern 23 und 24 übertragen. Schon bei einer verhältnismäßig kleinen Drucksteigerung wird das Ventil 30 geöffnet, jedoch ändert sich

dadurch zunächst nichts, da das Ventil 9 noch immer geschlossen ist.

Sobald nun. der Maximaldruck in der Lunge licht wird, wird das Ventil 29 geschlossen, ilgedessen steigt der Druck im Räume rhalb der Wand 16 sehr rasch an, und «nach Erreichung eines gewissen Minimaldruckes dringt durch das Ventil 13 Gas in den Druckraum 10. Nach einer kurzen Zeit, z.B. ¹J₁Q Sekunde, wird die Ventilspindel 12 umgestellt, so daß sich das Ventil 8 schließt und das Ventil 9 öffnet.

Jetzt beginnt der Ausatmungsvorgang, indem das verbrauchte Gas die Lungen 33 durch das Miuidstück32, die Leitung 3 5 und die Ventile 30 und 9 verläßt. Durch Schließen des Ventils 8 ist gleichzeitig die Gaszufuhr in den Druckraumio abgesperrt worden, und das Gas entweicht aus diesem Raum langsam ^s° durch die Leitung 14 und die Drosselung 15. Einige Augenblicke, nachdem der Ausatmungsvorgang begonnen hat, wird schließlich auch, das Ventil 29 wieder umgestellt, -I wodurch sich jedoch zunächst nichts ändert, da das Ventil 8 jetzt geschlossen ist und das Ventil 13 keinen Rückstrom gestattet.

Der Ausatmungsvorgang setzt sich fort, bis der Druck denjenigen über Atmosphärendruck ■■:■ liegenden Minimalwert erreicht hat, unter wel- 9°, chen er wegen des elastischen Gegendruckes ν der Lungen nicht sinken darf. Die Feder 26 ist so eingestellt, daß sie das Ventil 30 bei diesem Druck schließt, wodurch die Aus- : atmung beendet wird. Die Ventile 29 und 30. sind jetzt in ihre Bereitschaftslage für diet nächste Atmungsperiode zurückgeführt, und diese setzt sofort ein, sobald der Druck im Druckraum 10 so weit gesunken ist, daß das druckempfindliche Relais 11 umschlägt und 10» das Ventil 8 öffnet. Hierauf beginnt das ganze Spiel von neuem.

Aus vorstehender Beschreibung geht hervor, daß der Maximaldruck zur Unterbrechung des Einatmungsvorgangs durch Verstellung der

Feder 25 nach Belieben eingestellt werden ;

kann. In gleicher Weise wird mittels der Feder 26 der über Atmosphärendruck liegende Minimaldruck eingestellt, bei welchem der ( Ausatmungsvorgang aufhört. Die Atmungsbewegungen zwischen diesen beiden Grenzdrucken sind normal verhältnismäßig klein, was notwendig ist, damit diese Bewegungen ,^: nicht den Arzt in der Operationsarbeit stören.

In Verbindung mit dem Membranraum 23 n'5 bzw. 24 des Einatmungsventils 18 bzw. des Ausatmungsventils 20 ist je ein Handgriff 42 bzw. 43 vorgesehen zum raschen Verändern ,, des dem Gasdruck in den Membranräumen ■ ;

entgegenwirkenden Gegendruckes. Durch den *ao

Handgriff 42 wird eine besondere Feder 44 angeschlossen, mittels welcher der Maximail-

druck auf eine vorausbestimmte· Höhe .gesteigert wird, während der Handgriff 43 zur Feststellung des Ventils 30 vorgesehen ist.

Wenn die Atmungsmuskulatur des Patienten auch nur in unbedeutendem Grade arbeitsfähig ist, reagiert der Patient unbewußt gegen, unrichtige Atmungsfolge durch Impulse, welche dem normalen Atmungsverlauf des Atmungsapparates entgegenwirken. Um den

ίο Atmungsapparat für derartige Impulse empfindlich zu machen, ist ein Hilfsventil 46 vorgesehen, welches mit dem Ausatmungsventil 30 und mit der Membran 45 mittels einer Hebelvorrichtung 47 verbunden ist. Diese ist derart ausgebildet, daß die Membran bei ihrer Bewegung nach 'einwärts in die Kammer 24, falls das Ventil 30 nicht durch den Handgriff 43 festgehalten ist, zuerst das vollständige Schließen dieses Ventils bewirkt, ohne dabei das Ventil 46 zu beeinflussen, und erst bei ihrer weiteren Bewegung das Ventil 46 rasch öffnet. Wenn das Ventil 30 festgehalten ist und der Apparat demnach als Wiederbelebungsapparat dienen soll, bewirkt die Membran 45 unmittelbar das öffnen des Ventils 46. Das Ventil sitzt am Ende einer Leitung 48, welche den Druckraum 10 mit der Außenluft verbindet.

Wenn nun der Patient bei andauernder künstlicher Atmung plötzlich mit Hilfe seiner Lungenmuskulatur selbst Atem holt, so wird in den Lungen 33 ein Vakuum erzeugt, welches sich durch die Leitung 31 'und die Ausgleichsleitung 34 in den Membranraum 24 fortpflanzt. Dieses Vakuum bewirkt eine Umstellung der Membran 45, so daß sich das Ventil 46 öffnet. Sei es, daß der Ausatmungsverlauf bereits durch Schließen des Ventils 30 unterbrochen ist, oder daß dies beim Atemholen geschieht, in jedem Fall wird der Druckraum 10 sofort geleert, und das druckempfindliche Relais schließt das Ventil 9, während gleichzeitig durch Öffnen des Ventils 8 .eine neue Atmungsperiode eingeleitet wird, so daß die weitere Atmungsfolge in. Übereinstimmung mit dem vom Patienten gegebenen Impuls vor sich geht.

Wenn anderseits der Impuls des Patienten während des Einatmungsvorgangs gegeben wird, etwa in Form eines Hustens, so entsteht über die Leitung 3 5 und die Druckausgleichsleitung 36 ein sofortiger Überdruck in der Membrankammer 23, so daß das Ventil 29 geschlossen wird. Ein entsprechender Überdruck entsteht auch über die Leitung 31 und die Druckausgleichsleitung 34 in der Membrankammer 24 des Ventilgehäuses 20; das Ventil 30 wird daher sofort geöffnet und das Ventil 46, wenn es offen gewesen ist, geschlossen;.

Hierdurch wird der freie Auslaß vom Druckraum 10 unterbrochen, und die Haupt ventile 8 und 9 werden in die Ausatmungslage eingestellt. Auch in diesem Falle erfolgt also eine Umstellung der Atmungsfolge.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Atmungsvorrichtung mit periodischer Umsteuerung des Atmungskreislaufes in Abhängigkeit von druckempfindlichen Organen, gekennzeichnet durch zwei unabhängig voneinander regelbare, druckempfindliche Ventile (18, 20), von welchen das eine (18) den EinatmungsVorgang steuert, während das andere (20) den Ausatmungsvorgang bei Erreichung eines 75 ' geringen, mindestens aber dem Atmosphärendruck gleichen Druckes unterbricht.

2. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (18, 20) als zweiräumige, durch je eine Regelschraube, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Druckfeder (25, 26) einstellbare Membranventil© ausgebildet sind, bei welchen der Ventilkörper und der Ventilsitz in dem vom Membranraum (23, 24) getrennten Raum (21, 22) untergebracht sind.

3. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit getrennter Ein- und Ausatmungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einatmungsleitung (31) durch eine Zweigleitung (34) mit dem Membranraum (24) des Ausnutzungsventils (20) und die Ausatmungsleitung (35) durch eine Zweigleitung (36) mit dem Membranraum (23) des Einatmungsventils (18) in Verbindung steht.

4. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, auf ein oder beide Steuerventile (18 bzw. 20) einwirkende Umschaltvorrichtung (10, 11, 14, 15) zur Festlegung der Atmungsfolge unabhängig von der tatsächlichen Atmungsfolge des Patienten.

5. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 4 mit pneumatisch wirkender Umschaltvorrichtung und zwei von ihr gesteuerten Hilf sventilen, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Hilfsventil (8) zwischen dem Gasbehälter (1) und dem Einatmungsventil (18) und das andere Hilfsventil (9) zwischen dem Ausatmungsventil (20) und der Außenluft angeordnet ist.

6. Atmungs vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Hilfsventile (8, 9) in dem Druckraum (10) der pneumatischen Umschaltvorrichtung ein mit den Hilfsventilen (8, 9) gekuppeltes druckempfindliches Relais (11) angeordnet ist und der Druckraum (10) einerseits über ein Rückschlagventil (13) mit dem Raum für das eine

Hilfsventil (8) und anderseits über eine gegebenenfalls einstellbare Drosselöffnung (15) mit der Außenluft in Verbindung steht.

7. Ätmungsrorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch in Verbindung mit dem Membranraum (23 bzw. 24) des Ein- bzw. Ausatmungsventils (18 bzw. 20) stehende Mittel (Handgriffe 42 bzw. 43, Federn 44) zum raschen Verändern des dem Gasdruck im Membranraum (23 bzw. 24) entgegenwirkenden Gegendruckes.

8. Atmungsv'Orrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ventil (46) zur raschen Senkung des Gasdruckes in der Umschaltvorrichtung auf oder unter den Wert, bei welchen der Übergang von der Ausatmungslagc zu der Einatmungslage erfolgt.

9. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Atmungsfolge ändernde Ventil (46) mit der Membran (45) des Ausatmungsventils (20) verbunden ist.

ι o. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausatmungsventil (20), dessen Membran (45) und das die Atmungsfolge ändernde Ventil (46) miteinander mechanisch derart verbunden, sind, daß das Ventil (46) bei Bewegung der Membran (45) durch dieses nach dem Schließen des Ausatmungsventils (20) geöffnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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