DK147096B - Aandedraetsventil til apparater til kunstigt aandedraet - Google Patents

Description

i 147096

Opfindelsen angår en åndedrætsventil af den i indledningen til patentkravet angivne art.

Åndedrætsventilen skal som en væsentlig del af et åndedrætsapparat muliggøre en vidtgående tilpasning af åndedrætsprocessen til apparatbærerens tilstand, altså til den øjeblikkelige åndingsfrekvens og åndingsintensitet.

Der kendes et apparat til kunstigt åndedræt, ved hvilket til-føringsgassen, åndedrætsluften, trykafhængigt indtrykkes i lungen, henholdsvis udsuges fra denne. Apparatet består af en ejektor og et parallelt med denne anbragt styrerum. Ejektorens dyse er forbundet med åndedrætslufttilførslen, og dens sugeside er forbiandet med styrerummet og med patientens lunge.

Ejektorens diffusor står over en fjederbelastet overtryksventil i forbindelse med den ydre luft og gennem en skifteventil med styrerummet. I styrerummets væg findes der en membran. Denne betjener gennem en styring med indstillelig vippefjederindretning skifteventilen. Under udåndingsfasen ved udsugning fra lungen er skifteventilen lukket. Ejektoren suger luft ud af lungerne og fører denne gennem den fjederbe-lastede overtryksventil ud i det fri drevet af åndedrætsluft-tilføringen til ejektordysen. Efter tømning af lungerne falder trykket i disse og i styrerummet og fører til omskiftning af membranen. Derved bliver skifteventilen åbnet, og overtryksventilen lukker ved egen fjederkraft. Gastilføringen på ejektordysen fører til en trykstigning i systemet og til fyldning af lungerne. Efter fyldning af lungerne og opnåelse af det forudbestemte skiftetryk lukker skifteventilen atter, og udåndingsfasen begynder på ny. Denne indretning er ikke indrettet til styring ved hjælp af patientens indåndingsimpuls. Omskiftningen af åndedrætsfaserne sker kun ved den én gang forudbestemte trykforskel på membranen. Der tages ingen hensyn til patientens tilstand. Åndedrætsfrekvensen og åndedrætsintensiteten er ikke tilpasset patienten (DE-patent-skrift nr. 916.727).

147096 2 I et andet kendt åndedrætsapparat sker tilpasningen af åndingsprocessen til den øjeblikkelige åndingsfrekvens og åndingsintensitet hos patienten ved hjælp af et trykfølsomt organ. Dette organ indeholder i et fælles hus et fortryks-kammer og et udåndingskammer, som ved hjælp af en trykfølsom, som membran udformet skifteindretning, er skilt fra hinanden. Portrykskammeret er forbundet med den under tryk tilførte tilføringsgas, åndedrætsluften. Der findes organer til tilføring og regulering af udluftningen gennem en slids. Udåndingskammeret er forbundet med den fra patienten kommende ledning. Bortledningen af udåndingsluften sker gennem en kanal via en kontraventil. En ved hjælp af omskiftningsindretningens stilling styret ventil åbner denne kanal ind til og under udåndingsfasen og lukker den i indåndingsfasen. Fortrykskammeret er anbragt i åndedrætslufttilføringen foran en ligeledes af omskiftningsindretningen styret omskifteventil, som i indåndingsfasen, som udløses ved en indåndingskraft fra patienten, lukker åndedræt sluf ttilførslen til fortrykskammeret og samtidig åbner tilføringsledningen til patienten. Med omskiftningen i udåndingsfasen, som sker efter opnåelse af et bestemt tryk i lungerne, bliver tilførselsledningen til patienten lukket og åndedrætstilførslen til fortrykskammeret åbnet.

En forudsætning derfor er dog en nøjagtig styring af fortrykket. Dette er næppe muligt med de forhåndenværende midler til regulering af tilførslen af åndedrætsluft og udluftning af fortrykskammeret, som kan være uafhængigt af hinan-, den, især da trykket af åndedrætsluften selv er en yderligere variabel. Afstrømningen af åndedrætsluft gennem udluftningsslidsen i fortrykskammeret medfører et unødvendigt overforbrug af åndedrætsluft (DE-fremlæggelsesskrift nr. 12 36 135).

Et kendt åndedrætsmundstykke i et åndedræts- og genoplivningsapparat med fjernstyring til hyperbariske kamre har en primær membran, som opdeler huset i et med den omgivende atmosfære forbundet kammer og et med åndedrætsslangen til 3 147096 brugeren forbundet kammer. Til sidstnævnte er åndedrætsgastilførslen tilsluttet via en gennemstrømningsventil. Den primære membran åbner gennemstrømningsventilen ved hjælp af en vægtstangsindretning via en sekundær lille membran. Åbningen sker under brugerens indåndingsanstrengelse. Gennemstrømningsventilen lukker på ny ved trykstigning ved den primære membran, når denne vender tilbage til udgangsstillingen. Med dette apparat er der ikke mulighed for en styring af gastilførslen med et ønsket overtryk i lungen (DE-offentliggørel-sesskrift nr. 21 59 807}.

Der kendes en yderligere forbrugsreguleringsindretning til kunstigt åndedræt, som, når det ønskes, automatisk og også i de ønskede mængder leverer åndedrætsgas til brugeren. Den åbner i samme øjeblik som trykket under indåndingen, synker blot ned under omgivelsernes tryk. Denne indretning har også et hus med en trykfølsom del, en membran, hvis ene side er udsat for åndedrætskammerets tryk, og hvis anden side er udsat for den omgivende atmosfære. Åndedrætskammeret er både forbundet med åndedrætsgasforrådet og med ledningen til brugeren. I tilførslen fra åndedrætsgasforrådet er der anbragt en butterflyventil, som funktionelt er forbundet med membranen via en vægtstangsindretning. Ved et undertryk i åndedrætskammeret, åbnes butterflyventilen med membranens bevægelse, så at der kan indstrømme åndedrætsgas. Ved trykudligning til omgivelsernes tryk, lukkes denne ventil igen.

Der er ikke mulighed for nogen styring af åndedrætsgastilførslen ind Itil et ønsket overtryk (USA patentskrift nr. 2.988.097).

Endvidere kendes der en lungestyret indåndingsventil til et åndedrætsbeskyttelsesudstyr, ved hvilken en vinkelarm er lejret inden i et hus ved sit knskpunkt. Denne vinkelarm ligger med sin korte arm via en stødstang an imod ventilkeglen i en ventil, som styrer åndedrætsgastilførslen, medens den med sin lange arm under fjederelastisk forspeanding ligger an imod en membran, san afgrænser trykkammeret over for angivelserne. Hvis der 4 147096 fjernes åndedrætsgas fra trykkammeret som følge af det ved indåndingen tilvejebragte undertryk, forbliver vinkel armen og ventilen i ro, indtil der opnås en passende størrelse af undertryk, ved hvilken de fra den omgivende atmosfære og fra indåndingsgaskilden udøvede trykimpulser overvinder en bøjefjeders forspænding. Herved sker der en åbning af ventilen ind til åndedrætsgaskilden. Denne ventil lukker imidlertid igen ved trykudligning imellem trykket i trykkammeret og den omgivende atmosfære. Denne kendte indåndingsven-til er uegnet til brug ved kunstigt åndedræt af svagt ventilerende patienter, da åbningstrykket ikke er uafhængigt af trykket i lungerne ved afslutningen af indåndingsfasen og ven-tifei også må holdes åben ved hjælp af det undertryk, der frembringes af den, der skal have kunstigt åndedræt. Dette stiller særlige store krav til lungekraften hos svage brugere.

Der er her ikke mulighed for nogen trinvis indstilling af den lungetrykvsrdi, som indåndingsfasen skal ende med (DE-fremlæggelsesskrift nr. 24 21 137).

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en åndedrætsventil, hvor åndedrætsgasstrømmen udløses ved hjælp af en indåndingsundertrykimpuls fra patienten, hvor denne åndedrætsgasstrøm med hensyn til størrelse er uafhængig af den trinløst indstillelige trykværdi i lungerne ved afslutningen af indåndingsfasen, ved hvilken trykværdi ventilen på ny afbrydes.

Dette opnås ved, at åndedrætsventilen indrettes med de i patentkravets kendetegnende del angivne træk.

De med denne løsning opnåede fordele fremkommer af, at indåndings -undertrykimpulsens størrelse er uafhængig af omskiftertrykket fra indåndingsfasen til udåndingsfasen. Herved opnås der en sikker styring af indåndingsfasen, selv for svage patienter. Den anden membran understøtter indåndingen i begyndelsesfasen på grund af. dens ekstra påvirkede flader.

5 147096

Trykket på disse membranflader virker yderligere ventilåbnende. Trykket i det adskilte kammer vil ved passende valgt tværsnit af trykudligningsledningen først nå trykket fra patienttilslutningsledningen med en forsinkelse.

Det aflange hul i forbindelsesstangen sikrer på enkel måde, at åndedrætsgassens tilførsel først afbrydes, når det ønskede tryk i lungerne er nået. Herved stabiliseres omskiftningssystemet, så at små tryksvingninger i luftvejene ikke medfører for tidlig omskiftning. Pjederanslaget til indstillingen af den ønskede trykværdi i lungerne sikrer med sin ophængning på det faste anslag en enkel konstruktion til løsning af den del af opgaven, ifølge hvilken indåndingsundertrykkets størrelse skal forblive uafhængigt af trykket i lungerne.

Åndedrstsventilen ifølge opfindelsen er enkel af opbygning, idet den kun består af få dele. Den for åndedrstsapparater nødvendige rengøring og desinfektion er mulig at gennemføre uden fare for, at flere indstillingsled skal blive dejuste- ret.

I det følgende forklares opfindelsen under henvisning til tegningen, som skematisk viser en ventil ifølge opfindelsen, set i snit.

Den til åndedrættet anvendte åndedrætsluft (f.eks. trykluft eller oxygen eller en anden blanding) står under et tryk (valgfrit 1-6 bar) imod ventilen 1. Ventilen 1 er dannet af et rør 2 og en membran 3. Membranen 3 er påvirket af en stødstang 4 og en trykfjeder 5 henimod røret 2. Stødstangen 4 er lejret i en bøsning 6. I et aflangt hul 7 i stødstangen 4 indgriber en vægtstang i en vægtstangsmekanisme 8. Denne mekanisme er lejret drejeligt i lejer 9. En anden vægtstang i mekanismen 8 indgriber i et aflangt hul 10 i en forbindelsesstang 11.

Denne forbindelsesstang 11 kobler en styremembran 12 sammen med en membran 13. Imellem de to membraner er der dannet et 147096 6 trykkammer 14, som gennem en tilslutningsledning 15 kan forbindes med en patient. I trykkammeret 14 iindmunder en forbindelsesledning 16, som, når ventilen 1 er åben, fører åndedræts-luft til trykkammeret 14.

Fra ledningen 15 fører en trykudligningsledning 20 til et kammer 21. Styremembranen 12 er i kontakt med et fjederanslag 23 i et med den ydre luft forbundet kammer 22. Fjederanslaget 23 er påvirket af en trykfjeder 24, som ved hjælp af en indstillingsknap 25 og et gevind 26, der indgriber med gevind i en bøsning 18, spændes trinløst. Den maksimale inddyknings-dybde for fjederanslaget 23 i kammeret 22 er begrænset af bøsningen 18's bund 17. En håndbetjeningsknop 19 tjener til manuel styring af forbindelsesstangen 11.

Forbindelsesledningen 16 indeholder endvidere nogle for ånde-dratsparameterandring nødvendige byggeelementer. Disse kan f.eks. vare en gasmangdereguleringsventil, et ejektor-gas-blandingselement med fjederbelastet kontraventil og en strømningsreguleret trykgasledning til drift af en ikke vist aerosolforstøver .

Virkemåden for den beskrevne ventil er som følger:

En indåndingsundertrykimpuls fra patienten når gennem tilslutningsledningen 15 til trykkammeret 14 !og over trykudiignings-ledningen 20 til kammeret 21i. Derved opstår der på styremembranen 12 på grund af kammeret 22’s frie forbindelse med den ydre atmosfære en trykforskel. Membranen 13 forbliver uden trykpåvirkning. Ved trykforskellen på styremembranen 12 tilvejebringes der en nedadrettet imod kammeret 21 gående bevægelse af forbindelsesstangen 11 og dermed en udkobling af vægtstangsmekanismen 8. Derved bliver stødstangen 4 bevæget under trykfjederen 5's modstand, således at ventilmembranen 3 kan løfte sig væk fra røret 2 under påvirkning af åndedrætsluftens tryk. Dermed er vejen for åndedrstsluften gennem ventilen 1A7096 7 1 til forbindelsesledningen 16 fri. I den videre bevægelse af ventilmembranen 3, som derved hæves fuldstændig op fra røret 2, bliver hele membranfladen påvirket af trykket, som dermed understøtter åbningsbevægelsen. Åbningsbevægelsen bliver yderligere understøttet derved, at membranen 13 ved begyndelsen af åndedrætsluftstrømmen bliver kraftigere belastet på den side, der vender imod trykkammeret 14 end på den side, der vender imod kammeret 21. Dette opnås ved dimensionering af trykudligningsledningen 20, som byder åndedrætsluftstrømmen en modstand. Membranen 13 og dermed også forbindelsesstangen 11 forbliver på grund af forsinkelsen af trykvirkningen nede, og vægtstangsmekanismen 8 forbliver derved længere udløst. Membranen 13 understøtter altså ved begyndelsen af indåndingen åbningen af ventilen 1. Det stigende tryk i trykkammeret 14 fører på grund af trykforskellen på styremembranen 12 til en bevægelse af forbindelsesstangen 11 hen imod kammeret 22. På grund af det lange hul 10 vil stødstangen 4 ikke med det samme lukke ventilmembranen 3 imod røret 2. Før dette må trykket i trykkammeret 14 på styremembranen 12 være større ned modkraften på fjederanslaget 23 ved hjælp af trykfjederen 24. Først da kan membransystemet bestående af styremembranen 12, membranen 13 og forbindelsesstangen 11 bevæge sig så langt i retning af kammeret 22, at vægtstangen i vægtstangsmekanismen 8 kan komme til anslag på den modsatte side af det aflange hul 10 og dermed blive tvunget til en bevægelse, der trykker stødstangen 4 imod ventilmembranen 3, således at åndedrætslufttilførslen til forbindelsesledningen 16 gennem røret 2 bliver afbrudt. Åndedrætsluften i forbindelsesledningen 16.'5 afspændes i trykkammeret 14. Dermed bliver yderfladen af ventilmembranen 3 trykafspændt, hvorved ventilen l's lukning bliver understøttet.

Trykket i trykkammeret 14 er trykket i patientens lunger.

Denne trykhøjde bestemmes ved hjælp af den trinløst indstillelige modkraft på fjederanslaget 23. Indstillingen sker med indstillingsknoppen 25. Bestemmende er trykfjederen 24. I omstyringssytemet består der ingen afhængighed af åndedrætsluftens fortryk.