EP2874685A2 - Vorrichtung zur erzeugung einer pulsierenden gassäule - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung einer pulsierenden gassäule

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Publication number
EP2874685A2
EP2874685A2 EP13750625.9A EP13750625A EP2874685A2 EP 2874685 A2 EP2874685 A2 EP 2874685A2 EP 13750625 A EP13750625 A EP 13750625A EP 2874685 A2 EP2874685 A2 EP 2874685A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jet nozzle
connection
jet
opening
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13750625.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg SCHINDLER
Robert KÖLBL
Dominik Lirsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Reiner GmbH
Original Assignee
Carl Reiner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Reiner GmbH filed Critical Carl Reiner GmbH
Publication of EP2874685A2 publication Critical patent/EP2874685A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0096—High frequency jet ventilation
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    • A61M16/106—Filters in a path
    • A61M16/1065—Filters in a path in the expiratory path
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    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/208—Non-controlled one-way valves, e.g. exhalation, check, pop-off non-rebreathing valves
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
    • A61M16/16—Devices to humidify the respiration air
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/42—Reducing noise

Definitions

  • the invention relates to a device for generating a pulsating gas column for superponABLE Hochfrequenzj etbe- breathing.
  • the invention further relates to the use of the device according to the invention in an open or semi-open respiratory system, in particular using a bronchoscope or laryngoscope, wherein the respiratory gas flow provided by a respirator via at least one jet nozzle with additionally aspirated ambient air as a retrograde current via an exspiration into the patient , is introducible.
  • high continuous alveolar distension pressure is built up by using a high gas flow in the ventilation system.
  • the breathing gas is usually administered by jet technique.
  • jet is meant the directional administration of a high velocity compressed gas through a nozzle. If the ventilation system is open, so-called Venturi effects occur at the end of the nozzle, which, according to the principle of the water jet pump, increase the volume of breathing gas. In doing so, air that surrounds the jet is dragged along so that the volume of gas that reaches the lungs can be much larger than the amount of gas delivered by the ventilator. The additional gas volume sucked in from the environment is called "entrainment".
  • An integrated into the system oscillator puts the gas flow in pulsating oscillations with a frequency of typically 1-15 hertz.
  • a respirator in which a venturi is located downstream of a jet nozzle to produce a pulsating gas column has become known from DE 3329485 AI.
  • the respiratory gas is emitted, for example, by means of a T-connector, to the T-bar of which a respiratory gas transverse flow is connected.
  • a device is known in which transversely to the beam of the T-connector a plurality of tubes with a smaller clear cross-section than the clear cross-section of the transversely to the T-bar subsequent tubular part of the T-connector are arranged, which in the direction extend extending transversely to the T-bar tubular part of the T ⁇ connector, wherein at least two tubes are acted upon by pulsating compressed gas of different frequency.
  • a disadvantage of this type of jet ventilation is that due to the jet nozzles relatively high shear forces arise, so there is a risk of traumatizing the lungs.
  • the aim is to achieve lower shear forces than under conventional ventilation, as well as the same blood gas values with low inspiratory 0 2 concentration (FIO 2 ) and at. to achieve lower ventilation pressure.
  • the invention aims to ensure a rapid expiration at the end of inspiration without systemic delay.
  • the invention provides a device of the aforementioned type, which has a first connection for a low-frequency breathing gas flow provided by a respirator, a first jet nozzle connected to the first connection, a first venturi body arranged downstream of the first jet nozzle, a second A port for a high-frequency breathing gas flow provided by a respirator, a second jet nozzle communicating with the second port, and a second venturi disposed downstream of the second jet nozzle, the first venturi body and the second venturi body communicating with a common port for a breathing tube.
  • the ventilator safety functions requiring a separate pressure measurement of the two flows can be used.
  • a measurement of the residual pressure in the expiratory phase is implemented, wherein the measured values are supplied to a risk analysis and if necessary an alarm signal is generated. If the low-frequency and the high-frequency breathing gas flow were connected to one another and expelled through a common jet nozzle, such an alarm function could not be realized.
  • the separately generated vibrating gas columns can be connected, so that only a single outlet must be connected to the expiratory limb of a standard tube system.
  • first and the second jet nozzles each open into a suction chamber in communication with the ambient air in order to entrain ambient air with the jet stream.
  • the entrained at the outlet of the jet stream from a nozzle opening ambient air contributes significantly to ventilation.
  • the total amount of breathing gas from expanded gas and the absorbed respiratory gas together provide the necessary amount of gas for gas exchange.
  • the suction chamber associated with the first jet nozzle communicate with the ambient air via a first inspiration opening and the suction chamber associated with the second jet nozzle via a second inspiration opening.
  • a silencer is connected to the first and the second inspiration opening.
  • a filter is in each case connected to the first and the second inspiration opening.
  • the expiration can take place via the above-mentioned inspiratory openings.
  • the expired air then flows into the device via the connection for the breathing tube and is conducted there via the first and the second venturi body to the inspiration openings.
  • the expiration takes place via a separate outlet of the device.
  • the device according to the invention is preferably further developed in such a way that an expiration opening is provided which communicates with the connection for the breathing tube.
  • the respiratory air is not guided via the first or second venturi body, but rather from the connection for the respiration tube via at least one separate, ie at least partially, section from the one for inspiration. tion provided gas path different line section to the expiration.
  • a filter and possibly a silencer is connected to the expiration opening.
  • At least one adjustable flap determining the flow cross-section is arranged in the gas path connecting the connection for the breathing tube and the expiration opening.
  • the at least one adjustable flap can be designed so that it is spring-loaded in the opening direction.
  • the flap is thus formed in the manner of a non-return valve, wherein the expiratory flow acts in opening direction and the Inspirationsström in the closing direction on the flap.
  • the at least one flap is designed such that it does not completely occlude the gas path provided for inspiration or expiration, neither in the closed nor in the open state. Rather, it is desirable if the respective gas path, for example, only 90% closed.
  • a preferred embodiment provides that the at least one flap cooperates with an adjustable stop, which determines a minimum flow cross section of the expired air.
  • an adjustable flap can be arranged at each discharge point.
  • the adjustable flaps are advantageously arranged such that the jet stream coming from the first jet nozzle and the jet flow coming from the second jet nozzle act on the respective adjustable flap in the closing direction.
  • FIG. 1 shows a respiratory system in which the device according to the invention is used
  • FIG. 2 shows a cross section through the device according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 3 shows a cross section through the device according to the invention in a second embodiment.
  • the respirator 1 shows a respirator, for example a TwinStream TM Multi Mode Respirator of Carl Reiner GmbH.
  • the respirator 1 comprises a low-frequency jet ventilation unit and a high-frequency jet ventilation unit, the low-frequency respiratory gas flow provided by the respirator 1 being delivered via the line 2 and the high-frequency respiratory gas flow via the line 3.
  • the combination of the low-frequency and the high-frequency respiratory gas flow results in a special ventilation pattern, the ventilation being referred to as super-imposed high-frequency jet ventilation.
  • the provided via the lines 2 and 3 breathing gas flow is introduced at high pressure (0.1-3.5 bar) via jet nozzles separately from each other in the device referred to as "jet modifier" 4.
  • the gas stream formed in the jet modifier 4 is in the form of a pulsating gas column via the expiratory tube 5 against a bias flow (breathing gas cross-flow) pressed and therefore introduced the Biasflow in the respiratory passages 6 of the patient.
  • the bias flow is generated by the respirator 1 and provided via the inspiratory tube 7.
  • the Biasflow 8 water vapor is added by means of the gas conditioning unit.
  • jet ventilation can be characterized by a simultaneous volumetric flow into the lungs (inspiration) as well as from the lungs (expiration).
  • the high kinetic energy generated by the chopping of the jet stream leads to more frequent collisions between the gas molecules in the alveoli and consequently promotes the diffusion of the 0 2 molecules into the blood through the alveolar arm. Due to the continuous gas flow to the outside, the CC> 2 elimination is ensured at the same time.
  • the bias flow is introduced via the gas conditioning unit 8 into the leg 9 of a Y-piece 10 of a standard hose system.
  • a measuring adapter can be installed at the end of the expiratory limb 11, the jet modifier 4 is coupled in as an active expiration valve.
  • the function of the jet modifier 4 is to convert the hard jet jet from the lines 2 and 3 into a well-tolerated flow pattern.
  • the bias flow escapes unhindered over the jet modifier 4 which is seated at the end of the expiratory limb 10.
  • a countercurrent flow is applied into the expiratory limb 10 by the jet modifier 4 and the result is increased a volume shift and to a adequate pressure build-up in the tube, whereby the respiratory conditioned bias flow is forced into the lungs.
  • the ventilation pressure can be measured by means of a probe, not shown, and the measured values can be made available to the ventilator 1 for monitoring purposes via a signal line 12.
  • Fig. 2 only the jet modifier 4 is shown in detail.
  • the Horbuchse for the provided by the ventilator 1 low-frequency breathing gas flow and the high-frequency breathing gas flow is denoted by 13.
  • the low-frequency respiratory gas flow is discharged via the opening 14 on the inner circumference of the bush 13 and fed to the first jet nozzle 15.
  • the first jet nozzle 15 opens into a suction chamber 16, which communicates with the environment via a radial line and a first inspiration opening 17.
  • a first venturi or venturi 18 immediately adjoins the suction chamber 16, to which in turn the first inspiratory conduit 19 connects.
  • the high-frequency respiratory gas flow is discharged via the radial bore 20 which opens out on the inner circumference of the bushing 13 and fed to the second jet nozzle 21.
  • the second jet nozzle 21 opens into a suction chamber 22, which communicates with the environment via a radial line and a second inspiration opening 23.
  • a second venturi body or a second venturi tube 24 immediately adjoins the suction chamber 22, to which the second inspiratory line 25 in turn connects.
  • the expiration line 26, which communicates with the environment via the expiration opening 27, opens into the second inspiratory line 25.
  • a flap 29 pivotally mounted about the pivot axis 28 is arranged.
  • the second inspiratory line 25 opens into the first inspiratory conduit 19.
  • a flap 31 mounted pivotably about the pivot axis 30 is arranged.
  • the flaps 29 and 31 are respectively spring-loaded in the direction of opening, wherein the open position of the flaps designates that position in which the gas path connecting the expiration opening 27 and the connection 32 for the breathing tube is maximally opened.
  • the pivoting movement of the flaps 29 and 31 in the closing direction is limited by a stop, not shown, so that the flaps 29 and 31 can not be completely closed.
  • the stop is preferably adjustable, so that the exhalation resistance can be adjusted.
  • the respiratory gas flow is in each case directed via the venturi body 18 or 22 against the flap 29 or 31 and moves the flap depending on the applied pressure during the inspiration phase in the closing direction, so that a flow cross section for the gas to be inspired is increased.
  • the high-frequency current and the low-frequency current are superimposed in the first inspiratory line 19 and discharged into the expiratory tube 5 via the port 32 in the inspiratory phase.
  • a quantity of gas passes from the expiratory tube 5 back into the jet modifier 4, where it via the first inspiratory line 19, the open flap 31, the second inspiratory line 25, the flap 29, the expiratory line 26 and the expiratory opening 27 in the Environment is delivered.
  • a filter 33 is connected to the expiratory opening 27 (FIG. 1). Furthermore, a muffler 34 is connected to minimize the noise. A filter 33 and a muffler are also connected to the inspiratory ports 17 and 23.
  • the reference symbols used in FIG. 2 have been retained as far as they are concerned. Components that are used in the embodiment of FIG. 2 are used. The embodiment according to FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 2 in that the separate expiration opening 27 is dispensed with.
  • the expiratory air thus passes via the connection 32 into the jet modifier 4, where it is forwarded via the inspiratory line 19 and is divided into two partial flows, each via the venturi tube 15 or 15, respectively. 24 and the suction chambers 16 and 22, respectively, to the inspiration openings 17 and 23, respectively.
  • the jet modifier according to FIG. 3 functions the same as the jet modifier according to FIG. 2.
  • the embodiment of FIG. 3 allows a particularly compact design.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Erzeugung einer pulsierenden Gassäule (4) für die superponierte Hochfrequenzjetbeatmung sind ein erster Anschluss (14) für einen von einem Beatmungsgerät (1) bereitgestellten niederfrequenten Atemgasstrom, eine mit dem ersten Anschluss (14) in Verbindung stehende erste Jetdüse (15), ein stromabwärts der ersten Jetdüse (15) angeordneter erster Venturikörper (18), ein zweiter Anschluss (20) für einen von einem Beatmungsgerät (1) bereitgestellten hochfrequenten Atemgasstrom, eine mit dem zweiten Anschluss (20) in Verbindung stehende zweite Jetdüse (21) und ein stromabwärts der zweiten Jetdüse (21) angeordneter zweiter Venturikörper (24) vorgesehen, wobei der erste Venturikörper (18) und der zweite Venturikörper (24) mit einem gemeinsamen Anschluss (32) für einen Beatmungsschlauch in Verbindung stehen.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung einer pulsierenden Gassäule
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer pulsierenden Gassäule für die superponierte Hochfrequenzj etbe- atmung .
Die Erfindung betrifft weiters den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem offenen oder halboffenen Beatmungssystem, insbesondere unter Verwendung eines Bronchoskops oder Laryngoskops, wobei der von einem Beatmungsgerät über wenigstens eine Jetdüse bereitgestellte Atemgasstrom mit zusätzlich angesaugter Umgebungsluft als retrograder Strom über einen Exspira- tionsschlauch in den Patienten, einleitbar ist.
Bei der Hochfrequenzbeatmung wird mit Hilfe eines hohen Gasflusses im Beatmungssystem ein hoher kontinuierlicher alveolärer Distentionsdruck aufgebaut. Das Atemgas wird üblicherweise durch Jet-Technik verabreicht. Unter dem Begriff "Jet" versteht man die gerichtete Verabreichung eines komprimierten Gasvolumens mit hoher Geschwindigkeit durch eine Düse. Ist das Beatmungssystem offen, treten dabei am Ende der Düse sogenannte Venturi-Effekte auf, die nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe zur Erhöhung des Atemgasvolumens führen. Dabei wird Luft, die den Jetstrahl umgibt, mitgezogen, sodass das Gasvolumen, das die Lunge erreicht, wesentlich größer sein kann als die vom Beatmungsgerät abgegebene Gasmenge. Das hierbei aus der Umgebung angesaugte zusätzliche Gasvolumen wird als "Entrainment" bezeichnet. Ein in das System integrierter Oszillator versetzt den Gasfluss in pulsierende Schwingungen mit einer Frequenz von typischerweise 1-15 Hertz. Ein Beatmungsgerät, bei dem ein Venturirohr stromabwärts einer Jetdüse angeordnet ist, um eine pulsierende Gassäule zu erzeugen, ist aus der DE 3329485 AI bekannt geworden.
Bei der superponierten Jetventilation werden zwei Jetventilationsformen mit unterschiedlichen Frequenzen kombiniert. Dem niederfrequenten Atemgasstrom wird ein hochfrequenter Atemgasstrom überlagert. Der niederfrequente Anteil wird mit Frequenzen bis 40/min, der überlagerte hochfrequente Anteil mit Frequenzen zwischen 1 und 15 Hz verabreicht. Für die reine Hochfrequenzventilation ist charakteristisch, dass die Ventilation nicht auf der Bewegung von Gasvolumina durch die Luftwege, sondern vielmehr auf der kontinuierlichen Durchmischung der Atemgase auf jeder Ebene im Atemwegssystem beruht. Bei der superponierten Jetventilation wird dieser Effekt der Hochfrequenzventilation mit den Vorteilen der konventionellen niederfrequenten Beatmung verbunden. Die Verwendung von zwei voneinander verschiedenen Beatmungsfrequenzen sichert nämlich einerseits die entsprechende Basisfüllung während der Exspiration (positiv endexpiratorischer Druck) und verhindert somit ein vollständiges Kollabieren der Lunge (hohe Beatmungsfrequenz) , und ermöglicht andererseits eine entsprechende Aufblähung (inspiratorisches Druckplateau) während der Inspiration (niedrige Beatmungsfrequenz) .
Bei der superponierten Jetventilation wird das Beatmungsgas beispielsweise mittels eines T-Konnektors, an dessen T-Balken ein Atemgasquerstrom angeschlossen ist, abgegeben. Aus der EP 823849 AI ist. in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung bekannt, bei welcher quer zum Balken des T-Konnektors eine Mehrzahl von Rohren mit geringerem lichten Querschnitt als dem lichten Querschnitt des quer zum T-Balken anschließenden rohrförmigen Teiles des T-Konnektors angeordnet sind, welche sich in Richtung des quer zum T-Balken verlaufenden rohrförmigen Teiles des T~ Konnektors erstrecken, wobei wenigstens zwei Rohre mit pulsierendem Druckgas unterschiedlicher Frequenz beaufschlagt sind. Nachteilig bei dieser Art der Jetventilation ist jedoch, dass auf Grund der Jetdüsen relativ hohe Scherkräfte entstehen, sodass die Gefahr einer Traumatisierung der Lunge besteht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die su- perponierte Jetventilation auch während der Akutphase im ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome) oder anderen respiratorischen Episoden einzusetzen, wobei die vollständige Beatmung übernommen und die Lunge dabei schonend behandelt werden soll. Ziel ist es, geringere Scherkräfte als unter konventioneller Beatmung sowie die gleichen Blutgaswerte mit niedriger inspiratorischer 02-Konzentration (FIO2) und bei. niedrigerem Beatmungsdruck zu erreichen. Weiters zielt die Erfindung darauf ab, am Ende der Inspiration eine rasche Exspiration ohne systembedingte Verzögerung zu gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, die einen ersten Anschluss für einen von einem Beatmungsgerät bereitgestellten niederfrequenten Atemgasstrom, eine mit dem ersten Anschluss in Verbindung stehende erste Jetdüse, einen stromabwärts der ersten Jetdüse angeordneten ersten Venturikörper, einen zweiten Anschluss für einen von einem Beatmungsgerät bereitgestellten hochfrequenten Atemgasstrom, eine mit dem zweiten Anschluss in Verbindung stehende zweite Jetdüse und einen stromabwärts der zweiten Jetdüse angeordneten zweiten Venturikörper umfasst, wobei der erste Venturikörper und der zweite Venturikörper mit einem gemeinsamen Anschluss für einen Beatmungsschlauch in Verbindung stehen. Dadurch, dass der niederfrequente und der hochfrequente Atem- gasstrom gesondert voneinander einen jeweiligen Venturikörper bzw. ein Venturirohr durchströmen, gelingt es, eine niederfrequent und eine hochfrequent schwingende Gassäule gesondert voneinander zu erzeugen. Gleichzeitig wird auf Grund der getrennten Behandlung der beiden von dem Beatmungsgerät abgegebenen Atemgasströme sichergestellt, dass die eine getrennte Druckmessung der beiden Ströme erfordernden Sicherheitsfunktionen des Beatmungsgeräts verwendet werden können. So ist beispielsweise in manchen Beatmungsgeräten eine Messung des Restdrucks in der Exspirationsphase implementiert, wobei die Messwerte einer Risikoanalyse zugeführt sind und ggf. ein Alarmsignal generiert wird. Würden der niederfrequente und der hochfrequente Atemgasstrom miteinander verbunden und durch eine gemeinsame Jetdüse ausgestoßen, könnte eine derartige Alarmfunktion nicht realisiert werden.
Dadurch, dass der erste Venturikörper und der zweite Venturikörper mit einem gemeinsamen Anschluss für einen Beatmungsschlauch in Verbindung stehen, können die getrennt erzeugten schwingenden Gassäulen verbunden werden, sodass nur ein einziger Ausgang mit dem Exspirationsschenkel eines Standardschlauchsystems verbunden werden muss .
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die erste und die zweite Jetdüse jeweils in eine mit der Umgebungsluft in Verbindung stehende Ansaugkammer münden, um Umgebungsluft mit dem Jetstrahl mitzuziehen. Die beim Austritt des Jetstromes aus einer Düsenöffnung mitgerissene Umgebungsluft trägt wesentlich zur Beatmung bei. Die Gesamtatemgasmenge aus expandiertem Gas und dem eingesogenen Atemgas sorgen zusammen für die notwendige Gasmenge für den Gasaustausch. Um eine vollständige Trennung der Erzeugung der niederfrequenten und der hochfrequenten Gassäule sicherzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die der ersten Jetdüse zugeordnete Ansaugkammer über eine erste Inspirationsöffnung und die der zweiten Jetdüse zugeordnete Ansaugkammer über eine zweite Inspirationsöffnung mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen.
Beim Austritt des Ätemgasstroms aus dem jeweiligen Venturikör- per expandiert das Gas und kann je nach den Bedingungen einen erheblichen Geräuschpegel erzeugen. Dieser Geräuschpegel ist physikalisch bedingt und kann nicht reduziert werden ohne die Effizienz der Beatmung zu reduzieren. In vorteilhafter Weise ist an die erste und die zweite Inspirationsöffnung daher jeweils ein Schalldämpfer angeschlossen. Um die einschlägigen Hygienevorschriften erfüllen zu können, sieht eine bevorzugte Ausbildung weiters vor, dass an die erste und die zweite Inspirationsöffnung j eweils ein Filter angeschlossen ist .
Grundsätzlich kann die Exspiration über die oben erwähnten Inspirationsöffnungen erfolgen . Die Exspirationsluft strömt dann über den Anschluss für den Beatmungsschlauch in die Vorrichtung und wird dort über den ersten und den zweiten Venturikörper zu den Inspirationsöffnungen geleitet.
In bevorzugter Weise erfolgt die Exspiration jedoch über einen gesonderten Auslass der Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in diesem Zusammenhang bevorzugt derart weitergebildet, dass eine Exspirationsöffnung vorgesehen ist, die mit dem Anschluss für den Beatmungsschlauch in Verbindung steht. Bei der Exspiration wird die Atemluft dabei nicht über den ersten oder zweiten Venturikörper geführt, sondern von dem Anschluss für den Beatmungsschlauch über zumindest einen gesonderten, d.h. zumindest abschnittsweise von dem für die Inspira- tion vorgesehenen Gasweg verschiedenen Leitungsabschnitt zur Exspirationsöffnung . Mit Vorteil ist an die Exspirationsöffnung ein Filter und ggf. ein Schalldämpfer angeschlossen. Als besonderer Vorteil ergibt sich dabei, dass für die Inspiration und Exspiration verschiedene Filter verwendet werden, was die hygienischen Bedingungen deutlich verbessert.
Um innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfacher Weise wenigstens ein Exspirationsventil realisieren zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem den Anschluss für den Beatmungsschlauch und die Exspirationsöffnung verbindenden Gasweg wenigstens eine den Durchflussquerschnitt bestimmende verstellbare Klappe angeordnet ist. Die wenigstens eine verstellbare Klappe kann so ausgebildet sein, dass sie in Öffnungsrichtung federbeaufschlagt ist. Die Klappe ist somit nach Art einer Rückschlagklappe ausgebildet, wobei der Exspirationsstrom in Öffnungsriehtung und der Inspirationsström in Schließrichtung auf die Klappe wirkt. Bevorzugt ist es, wenn die wenigstens eine Klappe so ausgebildet ist, dass sie weder im geschlossenen noch im offenen Zustand den für die Inspiration- bzw. die Exspiration vorgesehenen Gasweg vollständig verschließt. Vielmehr ist es wünschenswert, wenn der jeweilige Gasweg beispielsweise nur zu 90 % verschlossen ist. Zu diesem Zweck sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dass die wenigstens eine Klappe mit einem verstellbaren Anschlag zusammenwirkt, der einen Mindestdurchflussquerschnitt der Exspirationsluft bestimmt.
Um in konstruktiv einfacher Weise sicherzustellen, dass für die Exspiration und die Inspiration ein gemeinsamer Anschluss für einen Beatmungsschlauch verwendet werden kann, sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dass eine die Expirationsöffnung aufweisende Exspirationsleitung in eine stromabwärts an den zweiten Venturikörper anschließende zweite Inspirationsleitung mündet und die zweite Inspirationsleitung in eine stromabwärts an den ersten Venturikörper anschließende erste Inspirationsleitung mündet. Dabei kann an jeder Mündungsstelle eine verstellbare Klappe angeordnet sein.
In vorteilhafter Weise sind die verstellbaren Klappen derart angeordnet, dass der von der ersten Jetdüse kommende Jetstrom und der von der zweiten Jetdüse kommende Jetström die jeweilige verstellbare Klappe im Schließsinne beaufschlagen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 ein Beatmungssystem, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird, Fig. 2 einen Quer- schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Ausbildung und Fig. 3 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten Ausbildung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Beatmungsgerät dargestellt, z.B. ein Gerät des Typs TwinStream™ Multi Mode Respirator der Firma Carl Reiner GmbH. Das Beatmungsgerät 1 umfasst eine Niederfrequenz Jet Ventilationseinheit und eine Hochfrequenz Jet Ventilationseinheit, wobei der vom Beatmungsgerät 1 bereitgestellte niederfrequente Atemgasstrom über die Leitung 2 und der hochfrequente Atemgasstrom über die Leitung 3 abgegeben wird. Aus der Kombination des niederfrequenten mit dem hochfrequenten Atemgasstrom ergibt sich ein spezielles Beatmungsmuster, wobei die Beatmung als superponierte Hochfrequenz Jet Ventilation bezeichnet wird. Der über die Leitungen 2 und 3 bereitgestellte Atemgasstrom wird mit hohem Druck (0,1-3,5 bar) über Jet Düsen gesondert voneinander in die als " Jet-Modifier" bezeichnete Vorrichtung 4 eingebracht. Der im Jet-Modifier 4 geformte Gasstrom wird in der Form einer pulsierenden Gassäule über den Exspirations- schlauch 5 gegen einen Biasflow (Atemgasquerstrom) gedrückt und daher der Biasflow in die Atemwege 6 des Patienten eingebracht. Der Biasflow wird vom Beatmungsgerät 1 erzeugt und über den Inspirationsschlauch 7 bereitgestellt. Dem Biasflow wird mittels der Gasklimatisierungseinheit 8 Wasserdampf hinzufügt.
Die Jet-Beatmung lässt sich im Gegensatz zur konventionellen Beatmung durch einen gleichzeitigen Volumsfluss sowohl in die Lunge (Inspiration), als auch aus der Lunge (Exspiration) charakterisieren. Die durch das Zerhacken des JetStroms entstehende hohe kinetische Energie führt zu häufigeren Kollisionen zwischen den Gasmolekülen in den Alveolen und fördert in Folge die Diffusion der 02-Moleküle durch die AIveolarmem.bran ins Blut . Durch den kontinuierlichen Gasstrom nach außen, wird gleichzeitig die CC>2-Elimination gewährleistet.
Der Biasflow wird über die Gasklimatisierungseinheit 8 in den Schenkel 9 eines Y-Stückes 10 eines Standardschlauchsystems eingeleitet. Anstelle des Y-Stückes 10 kann ein Messadapter eingebaut werden. Am Ende des Exspirationsschenkels 11 wird der Jet-Modifier 4 als aktives Exspirationsventil eingekoppelt. Der Jet-Modifier 4 hat dabei die Funktion, den harten Jet-Strahl aus den Leitungen 2 und 3 in ein gut verträgliches Flowmuster umzuwandeln.
Während der Exspirationsphase des Beatmungsgeräts 1 entweicht der Biasflow ungehindert über den am Ende des Exspirationsschenkels 10 sitzenden Jet-Modifier 4. Wenn das Beatmungsgerät 1 in die Inspirationsphase umschaltet, wird durch den Jet- Modifier 4 ein Gegenstrom in den Exspirationsschenkel 10 appliziert und es kommt zu einer Volumenverschiebung und zu einem adäquaten Druckaufbau im Tubus, wobei der atemgaskonditionierte Biasflow in die Lunge gedrückt wird.
Der Beatmungsdruck kann mittels einer nicht näher dargestellten Sonde gemessen und die Messwerte über eine Signalleitung 12 dem Beatmungsgerät 1 für Überwachungszwecke zur Verfügung gestellt werden .
In Fig. 2 ist nur der Jet-Modifier 4 detailliert dargestellt. Die Änschlussbuchse für den vom Beatmungsgerät 1 bereitgestellten niederfrequenten Atemgasstrom und den hochfrequenten Atemgasstrom ist mit 13 bezeichnet. Der niederfrequente Atemgasstrom wird über die am Innenumfang der Buchse 13 mündende Bohrung 14 abgeleitet und der ersten Jetdüse 15 zugeleitet. Die erste Jetdüse 15 mündet in einer Ansaugkammer 16, die über eine radiale Leitung und eine erste Inspirationsöffnung 17 mit der Umgebung in Verbindung steht. An die Saugkammer 16 schließt unmittelbar ein erster Venturikörper bzw. Venturirohr 18 an, an den wiederum die erste Inspirationsleiturig 19 anschließt.
Der hochfrequente Atemgasstrom wird, über die am Innenumfang der Buchse 13 mündende radiale Bohrung 20 abgeleitet und der zweiten Jetdüse 21 zugeleitet. Die zweite Jetdüse 21 mündet in einer Ansaugkammer 22, die über eine radiale Leitung und eine zweite Inspirationsöffnung 23 mit der Umgebung in Verbindung steht. An die Ansaugkammer 22 schließt unmittelbar ein zweiter Venturikörper bzw. ein zweites Venturirohr 24 an, an den/das das wiederum die zweite Inspirationsleitung 25 anschließt. In die zweite Inspirationsleitung 25 mündet die Exspirationslei- tung 26, die über die Exspirationsöffnung 27 mit der Umgebung in Verbindung steht. An der Einmündungssteile der Exspirations- leitung 26 ist eine um die Schwenkachse 28 schwenkbar gelagerte Klappe 29 angeordnet. Die zweite Inspirationsleitung 25 mündet in die erste Inspirationsleitung 19. An der Einmündungssteile der zweiten Inspirationsleitung 25 ist wiederum eine um die Schwenkachse 30 schwenkbar gelagerte Klappe 31 angeordnet. Die Klappen 29 und 31 sind jeweils im Öffnungssinne federbeauf- schlagt, wobei die Öffnungsstellung der Klappen diejenige Stellung bezeichnet, in welcher der die Exspirationsöffnung 27 und den Anschluss 32 für den Beatmungsschlauch verbindende Gasweg maximal geöffnet ist. Die Schwenkbewegung der Klappen 29 und 31 in Schließrichtung ist durch einen nicht näher dargestellten Anschlag begrenzt, sodass die Klappen 29 und 31 nicht vollständig verschlossen werden können. Der Anschlag ist bevorzugt verstellbar, sodass der Exspirationswiderstand eingestellt werden kann . Beim Einstoßen des niederfrequenten und hochfrequenten Atemgastroms über die Jetdüsen 15 und 21 wird beim Düsenaustritt die über die Inspirationsöffnung 17 bzw. 23 angesaugte Umgebungsluft mitgerissen. Der Atemgasstrom wird jeweils über den Venturikörper 18 bzw. 22 gegen die Klappe 29 bzw. 31 geleitet und bewegt die Klappe je nach anstehendem Druck während der Inspirationsphase in Schließrichtung, sodass ein Durchflussquerschnitt für das zu inspirierende Gas vergrößert wird. Der hochfrequente Strom und der niederfrequente Strom werden in der ersten Inspirationsleitung 19 überlagert und in der Inspirati- onsphase über den Anschluss 32 in den Exspirationsschlauch 5 abgegeben. In der Exspirationsphase gelangt eine Gasmenge vom Exspirationsschlauch 5 zurück in den Jet-Modifier 4, wo sie über die erste Inspirationsleitung 19, die geöffnete Klappe 31, die zweite Inspirationsleitung 25, die Klappe 29, die Exspira- tionsleitung 26 und die Exspirationsöffnung 27 in die Umgebung abgegeben wird. Bei der Ausatmung der zugeführten Gasmenge werden zwangsläufig die in der Lunge und im Respirationsweg befindlichen Keime mit ausgeatmet und gefährden den Operateur und das im Behandlungsbereich befindliche Personal. Deswegen ist an die Exspirations- Öffnung 27 ein Filter 33 angeschlossen (Fig. 1). Weiters ist zur Minimierung der Lärmbelastung ein Schalldämpfer 34 angeschlossen. Ein Filter 33 und ein Schalldämpfer sind auch an den Inspirationsöffnungen 17 und 23 angeschlossen. Bei der alternativen Ausbildung gemäß Fig. 3 wurden die in Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen beibehalten, soweit es sich um. Bauteile handelt, die auch bei der Ausbildung gemäß Fig. 2 zum Einsatz gelangen. Die Ausführung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß Fig. 2 dadurch, dass auf die ge- sonderte Exspirationsöffnung 27 verzichtet wird. Die Exspirati- onsluft gelangt somit über den Anschluss 32 in den Jet-Modifier 4, wird dort über die Inspirationsleitung 19 weitergeleitet und teilt sich in zwei Teilströme auf, die jeweils über das Ventur- irohr 15 bzw . 24 und die Ansaugkammern 16 bzw. 22 zu den Inspi- rationsöff ungen 17 bzw. 23 geleitet werden . Sonst funktioniert der Jet-Modifier gemäß Fig. 3 gleich wie der Jet-Modifier gemäß Fig . 2. Die Ausbildung gemäß Fig . 3 erlaubt eine besonders kompakte Bauform.

Claims

Ansprüche :
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer pulsierenden Gassäule für die superponierte Hochfrequenzj etbeatmung umfassend einen ers- ten Anschluss (14) für einen von einem Beatmungsgerät (1) bereitgestellten niederfrequenten Ätemgasstrom, eine mit dem ersten Anschluss (14) in Verbindung stehende erste Jetdüse (15), einen stromabwärts der ersten Jetdüse (15) angeordneten ersten Venturikörper (18), einen zweiten Anschluss (20) für einen von einem Beatmungsgerät (1) bereitgestellten hochfrequenten Atemgasstrom, eine mit dem zweiten Anschluss (20) in Verbindung stehende zweite Jetdüse (21) und einen stromabwärts der zweiten Jetdüse (21) angeordneten zweiten Venturikörper (24), wobei der erste Venturikörper (18) und der zweite Venturikörper (24) mit einem gemeinsamen Anschluss (32) für einen Beatmungsschlauch in Verbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die erste und die zweite Jetdüse (15, 21) jeweils in eine mit der Umgebungsluft in Verbindung stehende Ansaugkammer (16, 22) münden, um Umgebungsluft mit dem Jetstrahl mitzuziehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Jetdüse (15) zugeordnete Ansaugkammer (16) über eine erste Inspirationsöffnung (17) und die der zweiten Jetdüse (21) zugeordnete Ansaugkammer (22) über eine zweite Inspirationsöffnung (23) mit der ümgebungsluft in Verbindung stehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste (17) und die zweite Inspirationsöffnung (23) jeweils ein Filter (33) und ggf. ein Schalldämpfer (34) angeschlossen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Exspirationsöffnung (27) vorgesehen ist, die mit dem Anschluss (32) für den Beatmungsschlauch in Verbindung steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an die Exspirationsöffnung (27) ein Filter (33) und ggf. ein Schalldämpfer (34) angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem den Anschluss (32) für den Beatmungsschlauch und die Exspirationsöffnung (27) verbindenden Gasweg wenigstens eine den Durchflussquerschnitt bestimmende verstellbare Klappe (29) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine verstellbare Klappe (29) mit einem ver¬ stellbaren Anschlag einen Mindestdurchfluss- querschnitt bestimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine verstellbare Klappe (29) in Öffnungsrichtung federbeaufschlagt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Expirationsöffnung (27) aufweisende Exspirationsleitung (26) in eine stromabwärts an den zweiten Venturikörper (24) anschließende zweite Inspirationsleitung (25) mündet und die zweite Inspirationsleitung (25) in eine stromabwärts an den ersten Venturikörper (18) anschließende erste Inspirationsleitung (19) mündet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Mündungsstelle eine verstellbare Klappe (29, 31) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Klappen (29, 31) derart angeordnet sind, dass der von der ersten Jetdüse (15) kommende Jetstrom und der von der zweiten Jetdüse (21) kommende Jetstrom die jeweilige verstellbare Klappe (29, 31) im Schließsinne beaufschlagt.
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