SE408686B

SE408686B - DEVICE FOR IMV AT A RESPIRATOR

Info

Publication number: SE408686B
Application number: SE7710268A
Authority: SE
Inventors: A J E Kihlberg
Original assignee: Jungner Instrument Ab
Priority date: 1977-09-13
Filing date: 1977-09-13
Publication date: 1979-07-02
Also published as: SE7710268L

Description

15 20. 25 30 35 40 7710268-9 2 tientens totala ventilering, dvs. såväl spontanandningen som den tvångsmässiga ventileringen, och kan anpassa IMV-behandlingens paus- längd till patientens aktuella tillstånd och också helt avbryta IMV- behandlingen, om så skulle visa sig nödvändigt, och återgå till en oavbruten tvångsmässig ventilering av patienten. Det har redan ut- vecklats och föreslagits olika anordningar för respiratorer som möj- liggör IMV. Tidigare föreslagna anordningar är dock i många fall för- hållandevis komplicerade och/eller mindre lämpade att utformas som en tillsatsenhet till redan befintliga respiratorer. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anord- ning vid respiratorer av det i patentkravets 1 ingress angivna slaget, som möjliggör genomförande av IMV medelst respiratorn och som är enkel och drifttillförlitlig och vidare lätt kan utformas som en enkel till- satsenhet, som lätt kan anslutas till redan förefintliga respiratorer, liksom den naturligtvis kan byggas in som en integrerad del i nya respiratorer. 15 20. 25 30 35 40 7710268-9 2 tents total ventilation, ie. both spontaneous breathing and forced ventilation, and can adjust the duration of IMV treatment to the patient's current condition and also completely discontinue IMV treatment, if necessary, and return to uninterrupted forced ventilation of the patient. Various devices for respirators that enable IMV have already been developed and proposed. Previously proposed devices are, however, in many cases relatively complicated and / or less suitable to be designed as an attachment unit to existing respirators. The object of the present invention is to provide a device for respirators of the type specified in the preamble of claim 1, which enables the IMV to be carried out by means of the respirator and which is simple and reliable in operation and can furthermore easily be designed as a simple attachment unit which can easily connected to already existing respirators, as well as it can of course be built in as an integral part of new respirators.

Det i första hand speciellt utmärkande för anordningen enligt uppfinningen framgår av det bifogade patentkravets l kännetecknande del.The particularly characteristic feature of the device according to the invention appears from the characterizing part of the appended claim 1.

Fördelaktiga vidareutvecklingar och utföringsformer av anord- ningen enligt uppfinningen har de i patentkraven 2-17 angivna känne- tecknen.Advantageous further developments and embodiments of the device according to the invention have the features stated in claims 2-17.

Anordningen enligt uppfinningen består av ett relativt litet antal enkla, förhållandevis billiga och redan väl beprövade element med stor drifttillförlitlighet, vilket ger låga tillverkningskostnad-- der och stor funktionssäkerhet. Anordningen kan utformas som en för- hållandevis liten tillsatsenhet, som lätt kan anslutas till en redan förefintlig respirator utan några omfattande ingrepp i densamma och utan att dess normala funktion för oavbruten tvångsmässig ventilering av en patient på något sätt påverkas. Anordningen enligt uppfinningen medger vidare stor frihet när det gäller sättet att bestämma IMV- pausernas längd. _ I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel visar ett par utförings- former av uppfinningen, varvid _ fig. l visar ett principschema över en respirator försedd med en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen; och fig. 2 visar ett modifierat utförande av en del av den i fig. l visade anordningen.The device according to the invention consists of a relatively small number of simple, relatively inexpensive and already well-proven elements with high operational reliability, which gives low manufacturing costs and great operational reliability. The device can be designed as a relatively small accessory unit, which can easily be connected to an already existing respirator without any extensive intervention in it and without its normal function for uninterrupted forced ventilation of a patient being affected in any way. The device according to the invention further allows great freedom with regard to the method of determining the length of the IMV breaks. In the following, the invention will be described in more detail in connection with the accompanying drawing, which as an example shows a couple of embodiments of the invention, wherein Fig. 1 shows a schematic diagram of a respirator provided with a first embodiment of a device according to the invention; and Fig. 2 shows a modified embodiment of a part of the device shown in Fig. 1.

Fig. l i ritningen visar schematiskt en respirator av princi- 10 15 20 25 30 35 40 7710268-9 3 piellt konventionellt utförande i de delar som är av betydelse för förståelse av den föreliggande uppfinningen. Denna respirator inne- fattar en ventilatorenhet l, vilken är ansluten till ena änden av en inspirationsledning 2, vars andra ände är avsedd att anslutas till patienten. Ventilatorenheten l är ej visad i detalj, eftersom den kan vara utformad på ett flertal olika, i och för sig kända sätt. I före- liggande sammanhang behöver endast nämnas, att ventilatorenheten l är utformad att vid respiratorns drift periodiskt leverera förutbestämda volymer av en andningsgas till inspirationsledningen 2. Ventilator- enheten har således en arbetscykel, som omfattar en inspirationsfas, under vilken en förutbestämd volym andningsgas avgives till inspira- tionsledningen 2, vanligtvis med ett förutbestämt önskat tryckförlopp, och en expirationsfas, under vilken ingen andningsgas avgives till inspirationsledningen 2. Arbetsfrekvensen liksom storleken av den volym andningsgas som avgives under varje inspirationsfas är vanligt- vis inställbara. Vidare kan man vanligtvis variera sammansättningen, temperaturen och fuktigheten hos andningsgasen. Såsom exempel på en ventilatorenhet med denna funktion kan nämnas de ventilatorer som ingå“ i respiratorer av typ Engström. Inspirationsledningen innehåller van- ligtvis en backventil 3, som normalt ingår i respiratorn och som medger en gasström i inspirationsledningen 2 endast i riktning mot patienten. I det visade utföringsexemplet innehåller inspirationsled- ningen 2 en ytterligare backventil 9, som medger en gasström genom inspirationsledningen endast i riktning mot patienten och som utgör en del av den såsom exempel visade IMV-anordningen enligt uppfinningen och vars uppgift skall beskrivas närmare i det följande. Respiratorn innefattar vidare en expirationsledning 4, som är avsedd att anslutas till patienten tillsammans med inspirationsledningen 2, exempelvis via en ansiktsmask eller en trakealtub, och som innehåller en expirationsventil 5 i form av en styrbar backventil, som i opåverkat tillstånd medger en gasström genom expirationsledningen endast i riktningen bort från patienten, men som även kan styrpåverkas till att hållas tvångsmässigt stängd, Vid det visade utföringsexemplet är expirationsventilen 5 tryckstyrd och har sin styranslutning förbunden via en styrledning 6 och en ventil 7, som ingår i IMV-anordningen enligt uppfinningen, med inspirationsledningen 2 vid dess till venti- latorenheten l anslutna ände. Vid den såsom exempel visade respiratorn innehåller expirationsledningen 4 vidare, såsom ofta förekommer, en s.k. PEEP-ventil 18 ("positive end expiratory pressure") i form av en backventil med inställbart öppningstryck, vars ändamål kommer att 10 15 20 25 30 35 40 7710268-9 4 beskrivas närmare i det följande. Expirationsledningen 4 är vanligtvis även ansluten till en mätanordning 8 av lämpligt utförande, somumäter den genom expirationsledningen 4 per tidsenhet utströmmande gasvoly- men.Fig. 1 of the drawing schematically shows a respirator of principal conventional design in the parts which are important for understanding the present invention. This respirator comprises a fan unit 1, which is connected to one end of an inspiration line 2, the other end of which is intended to be connected to the patient. The fan unit 1 is not shown in detail, since it can be designed in a number of different, per se known ways. In the present context, it is only necessary to mention that the fan unit 1 is designed to periodically deliver predetermined volumes of a breathing gas to the inspiration line 2 during operation of the respirator. The fan unit thus has a work cycle which comprises an inspiration phase, during which a predetermined volume of breathing gas is delivered to the inspiration line 2, usually with a predetermined desired pressure profile, and an expiration phase, during which no breathing gas is delivered to the inspiration line 2. The operating frequency as well as the size of the volume of breathing gas given during each inspiration phase are usually adjustable. Furthermore, the composition, temperature and humidity of the breathing gas can usually be varied. Examples of a fan unit with this function are the fans that are included in “Engström type respirators. The inspiration line usually contains a non-return valve 3, which is normally included in the respirator and which allows a gas flow in the inspiration line 2 only in the direction of the patient. In the exemplary embodiment shown, the inspiration line 2 contains an additional non-return valve 9, which allows a gas flow through the inspiration line only in the direction of the patient and which forms part of the exemplary IMV device according to the invention and whose task will be described in more detail below. The respirator further comprises an expiratory line 4, which is intended to be connected to the patient together with the inspiratory line 2, for example via a face mask or a tracheal tube, and which contains an expiratory valve 5 in the form of a controllable non-return valve. In the embodiment shown, the expiratory valve 5 is pressure-controlled and has its control connection connected via a control line 6 and a valve 7, which is included in the IMV device according to the invention, to the inspiration line in the direction away from the patient, but which can also be controlled to be forcibly closed. 2 at its end connected to the fan unit l. In the respirator shown as an example, the expiratory line 4 further contains, as often occurs, a so-called PEEP valve 18 ("positive end expiratory pressure") in the form of a non-return valve with adjustable opening pressure, the purpose of which will be described in more detail below. The expiration line 4 is usually also connected to a measuring device 8 of suitable design, which measures the gas volume flowing out through the expiration line 4 per unit time.

De ovan beskrivna delarna, med undantag för ventilerna 7 och 9, ingår normalt i en konventionell respirator av det aktuella slaget.The parts described above, with the exception of valves 7 and 9, are normally included in a conventional respirator of the type in question.

Vid normal drift av en sådan respirator för oavbruten tvångs- mässig ventilering av patienten avger ventilatorenheten l under inspi- rationsfasen av varje arbetscykel en bestämd volym andningsgas under tryck genom inspirationsledningen 2 till patienten. Under denna in- spirationsfas hålles expirationsventilen 5 tvångsmässigt stängd av andningsgastrycket vid ventilatorenhetens l utlopp, vilket tryck för- medlas genom ventilen 7 och ledningen 6 till expirationsventilens 5 styranslutning, Ingen del av andningsgasen från ventilatorenheten kan sålunda läcka ut genom expirationsledningen 4. Under den efterföljande expirationsfasen andas patienten ut som följd av elasticiteten hos patientens lungor och bröstkorg. Den utandade gasen hindras av back- ventilen 3 att strömma genom inspirationsledningen 2 till ventilator- enheten l. Den utandade gasen strömmar i stället ut genom expirations- ledningen 4, expirationsventilen 5, PEEP-ventilen 18 och mätaren 8.During normal operation of such a respirator for uninterrupted forced ventilation of the patient, the ventilator unit 1 during the inspiration phase of each work cycle delivers a certain volume of breathing gas under pressure through the inspiration line 2 to the patient. During this inspiration phase, the exhalation valve 5 is forcibly closed by the breathing gas pressure at the outlet of the fan unit 1, which pressure is transmitted through the valve 7 and the line 6 to the control connection of the exhalation valve 5. No part of the breathing gas from the fan unit can thus leak through the exhalation line 4. the expiration phase, the patient exhales as a result of the elasticity of the patient's lungs and chest. The exhaled gas is prevented by the non-return valve 3 from flowing through the inspiration line 2 to the fan unit 1. The exhaled gas instead flows out through the expiratory line 4, the expiratory valve 5, the PEEP valve 18 and the meter 8.

Det skall observeras, att under denna expirationsfas i ventilator- enhetens L arbetscykel är expirationsventilen 5 ej tillförd något styrtryck, varför ventilen kan öppna för den av patienten utandade gasströmmen. Trycket i patientkretsen och därmed i patientens lungor kan dock ej sjunka under öppningstrycket för PEEP-ventilen 18, varför ett förinställt minsta övertryck upprätthålles i patientens lungor under hela utandningen. Den utandade gasen passerar genom mätaren 8, som sålunda kan ge information om den av patienten per tidsenhet 7 utandade gasvolymen.It should be noted that during this expiration phase in the operating cycle of the ventilator unit L, the expiration valve 5 is not supplied with any control pressure, so that the valve can open for the gas flow exhaled by the patient. However, the pressure in the patient circuit and thus in the patient's lungs cannot fall below the opening pressure of the PEEP valve 18, so that a preset minimum overpressure is maintained in the patient's lungs throughout the exhalation. The exhaled gas passes through the meter 8, which can thus provide information about the gas volume exhaled by the patient per unit of time 7.

Det skall observeras, att vid normal drift av respiratorn för 7 oavbruten tvångsmässig ventilering av patienten är den i IMV- anordningen ingående ventilen 7 opâverkad och förblir således ständigt i det i ritningen visade läget. 7 Den såsom exempel visade IMV-anordningen enligt uppfinningen innefattar förutom de redan nämnda ventilerna 7 och 9 en behållare 10 vilken i det visade utföringsexemplet är illustrerad som en väsent- ligen fritt expanderbar blåsa. Denna behållare 10 är ansluten till inspirationsledningen 2 på ömse sidor om backventilen 9 dels via en backventil ll, som medger gasströmning endast i riktning från be- hållaren 10 till inspirationsledníngcn 2, och dels en styrbar back- 10 15 20 25 30 35 40 '7710268-9 5 ventil 12, som i opåverkat tillstånd medger gasströmning endast i riktning från inspirationsledningen 2 till behållaren 10, men som även kan styrpåverkas till att hâllastvångsmässigt stängd. I det visade utföringsexemplet är ventilen 12 av samma slag som expirationsventilen 5 och tillföres samma styrtryck som denna via ventilen 7 från venti- latorenhetens 1 utlopp. Behållaren 10 är vidare förbunden med den omgivande atmosfären genom dels en undertrycksventil 13 och dels en övertrycksventil 14 med variabelt öppningstryck. ventilen 7 är i det visade utföringsexemplet en elektromagnetiskt manövrerbar trevägsven- til med två lägen, som kan förbinda de båda styrbara backventilernas 5 och 12 styranslutningar alternativt med inspirationsledningen 2 vid dess anslutning till ventilatorenheten l eller med den omgivande atmosfären. I opåverkat tillstånd intager ventilen 7 det i ritningen visade läget. IMV-anordningen innefattar slutligen även en styrenhet 15 för styrning av ventilen 7.It should be noted that during normal operation of the ventilator for uninterrupted forced ventilation of the patient, the valve 7 included in the IMV device is unaffected and thus remains constantly in the position shown in the drawing. The IMV device according to the invention shown by way of example comprises, in addition to the already mentioned valves 7 and 9, a container 10 which in the embodiment shown is illustrated as a substantially freely expandable bladder. This container 10 is connected to the inspiration line 2 on either side of the non-return valve 9 partly via a non-return valve 11, which allows gas flow only in the direction from the container 10 to the inspiration line 2, and partly a controllable non-return valve 10 15 20 25 30 35 40 '7710268 Valve 12, which in the unaffected state allows gas flow only in the direction from the inspiration line 2 to the container 10, but which can also be controlled to keep the load closed. In the embodiment shown, the valve 12 is of the same type as the expiration valve 5 and the same control pressure as this is applied via the valve 7 from the outlet of the fan unit 1. The container 10 is further connected to the surrounding atmosphere by means of a negative pressure valve 13 and partly a positive pressure valve 14 with variable opening pressure. In the exemplary embodiment shown, the valve 7 is an electromagnetically operable three-way valve with two positions, which can connect the control connections of the two controllable non-return valves 5 and 12 alternatively to the inspiration line 2 at its connection to the fan unit 1 or to the surrounding atmosphere. In the unaffected state, the valve 7 assumes the position shown in the drawing. Finally, the IMV device also comprises a control unit 15 for controlling the valve 7.

Då respiratorn skall användas för IMV, slås styrenheten 15 till, så att den träder i funktion. Därvid avger styrenheten en signal till ventilen 7, så att denna ställes om till sitt andra läge och därmed förbinder de båda tryckstyrda backventilernas 5 och 12 styranslut- och 12 hålles så- att arbeta som ningar med den omgivande atmosfären. Ventilerna 5 ledes ej längre tvångsmässigt stängda utan kommer normala backventiler. Detta medför, att den mängd ventilatorenheten lr vilken fortsätter att arbeta andningsgas som med inställd frekvens och volym, avger under inspirationsfasen av varje arbetscykel ej till- föres patienten som ett tvångsmässigt andetag utan i stället strömmar in i behållaren 10 genom backventilen 12. Den av ventilatorenheten l avgivna gasen hindras att strömma direkt till patienten resp. expira- tionsledningen 4 av backventilen 9, som med fördel kan vara utformad med ett inställbart öppningstryck, så att den kan ställas in till att öppna först vid ett högre tryck än ventilen 12. Patienten utsättes således ej längre för någon påtvungen ventilering från ventilator- enheten l. Däremot har patienten möjlighet att andas spontant, genom att han andas in gas från behållaren 10 genom backventilen ll och andas ut på normalt sätt genom expirationsledningen 4, expdrationsventilen 5, PEEP-ventilen 18 och mätaren 8. Expirationsventilen 5 hindrar patien- ten från att andas in genom expirationsledningen 4, medan ventilerna 9 och ll hindrar patienten från att andas ut genom inspirationsled- ningen 2. Patienten har sålunda möjlighet att andas spontant i den takt och i den utsträckning som han önskar eller förmår. Den andnings- gas som patienten härvid erhåller härrör, såsom framgår av det före- 10 15 20 25 30 35; 40 7710268-9 6 ___l____ gående, ursprungligen från ventilatorenheten l och kan sålunda ges förutbestämda önskade egenskaper på samma sätt som vid oavbruten tvångsmässig ventilering av patienten. Det förutsättes, att det vid början av IMV-behandlingen, så styrenheten l5 slås till, redan finnes en viss mängd andningsgas tillgänglig i behållaren 10, som kan ha tillförts behållaren redan innan patienten anslöts till respiratorn.When the respirator is to be used for IMV, the control unit 15 is switched on so that it comes into operation. In this case, the control unit emits a signal to the valve 7, so that it is switched to its second position and thus connects the control connections of the two pressure-controlled non-return valves 5 and 12 and is kept so as to work as nings with the surrounding atmosphere. The valves 5 are no longer led forcibly closed but come with normal non-return valves. This means that the amount of ventilator unit 1 which continues to operate breathing gas which, with the set frequency and volume, emits during the inspiration phase of each work cycle is not supplied to the patient as a forced breath but instead flows into the container 10 through the non-return valve 12. The released gas is prevented from flowing directly to the patient resp. the expiratory line 4 of the non-return valve 9, which can advantageously be designed with an adjustable opening pressure, so that it can be set to open only at a higher pressure than the valve 12. The patient is thus no longer exposed to any forced ventilation from the ventilator unit 1. On the other hand, the patient has the opportunity to breathe spontaneously, by inhaling gas from the container 10 through the non-return valve 11 and exhaling in the normal way through the expiratory line 4, the expiratory valve 5, the PEEP valve 18 and the meter 8. The expiratory valve 5 prevents the patient from to inhale through the expiratory line 4, while the valves 9 and ll prevent the patient from exhaling through the inspiratory line 2. The patient thus has the opportunity to breathe spontaneously at the rate and to the extent that he desires or is able. The respiratory gas which the patient thereby obtains is derived, as is apparent from the foregoing; Going, originally from the ventilator unit 1 and can thus be given predetermined desired properties in the same way as in uninterrupted forced ventilation of the patient. It is assumed that at the beginning of the IMV treatment, so that the control unit 15 is switched on, there is already a certain amount of breathing gas available in the container 10, which may have been supplied to the container even before the patient was connected to the respirator.

Patientens spontanandning fortsätter under hela IMV-pausen, vars längd bestämmes av styrenheten 15. Vid IMV-pausens slut bryter styrenheten 15 manöversignalen till ventilen 7, så att denna återgår till det i ritningen visade läget. Styrenheten l5 kan lämpligen vara påverkad från ventilatorenheten, såsom markerat medelst den streckade linjen 16, så att detta inträffar vid början av inspirationsfasen hos ventilatorenhetens l nästpåföljande arbetscykel. Den av ventilator enheten l under denna inspirationsfas avgivna mängden andningsgas tillföres sålunda patienten direkt genom backventilerna 3 och 9 via inspirationsledningen 2 som ett tvångsmässigt andetag, ett s.k. IMV- andetag. Styrenheten 15 kan vara utformad att lämna ventilen 7 i det i ritningen visade läget under en eller flera arbetscykler hos ventila- torenheten l, så att patienten tvångsmässigt påtryckes ett eller flera IMV-andetag. Det vanliga är dock, att styrenheten 15 är så ut- formad, att patienten tillföres endast ett IMV-andetag, varefter styr- enheten l5 åter tillför ventilen 7 en manöversignal, så att ventilen 7 ställes om och en ny IMV-paus startas, under vilken patienten får andas spontant. “ Den inställbara övertrycksventilen 14 har till uppgift att begränsa trycket i behållaren 10 till ett lämpligt värde. Om behålla- ren 10 såsom i det visade utföríngsexemplct utgöres av en blåsa, som ständigt hålles helt fylld med andningsgas, så att den är något elas- tiskt utspänd, eller om behållaren l0 alternativt utgöres av en stel behållare eller av en bälg, som kan vara viktbelastad eller fjäderbe- lastad, är det medelst övertrycksventilen 14 även möjligt att ställa in ett konstant övertryck i behållaren. Detta övertryck gör, att patientens lungor utsätts för ett kontinuerligt övertryck vid spontan inandning. Man erhåller_härigenom sålunda en spontanandning med s.k.The patient's spontaneous breathing continues throughout the IMV pause, the length of which is determined by the control unit 15. At the end of the IMV pause, the control unit 15 breaks the control signal to the valve 7, so that it returns to the position shown in the drawing. The control unit 15 may suitably be actuated from the fan unit, as marked by the dashed line 16, so that this occurs at the beginning of the inspiration phase of the next subsequent duty cycle of the fan unit 1. The amount of breathing gas emitted by the ventilator unit 1 during this inspiration phase is thus supplied to the patient directly through the non-return valves 3 and 9 via the inspiration line 2 as a forced breath, a so-called IMV breath. The control unit 15 may be designed to leave the valve 7 in the position shown in the drawing during one or more operating cycles of the fan unit 1, so that the patient is forcibly forced on one or more IMV breaths. It is common, however, that the control unit 15 is designed in such a way that the patient is supplied with only one IMV breath, after which the control unit 15 again supplies the valve 7 with an operating signal, so that the valve 7 is switched and a new IMV pause is started, during which the patient is allowed to breathe spontaneously. The adjustable pressure relief valve 14 has the task of limiting the pressure in the container 10 to a suitable value. If the container 10 as in the embodiment shown is a bladder which is constantly kept completely filled with breathing gas so that it is somewhat elastically stretched, or if the container 10 alternatively consists of a rigid container or of a bellows which can be weight-loaded or spring-loaded, it is also possible to set a constant overpressure in the container by means of the pressure relief valve 14. This overpressure causes the patient's lungs to be subjected to a continuous overpressure by spontaneous inhalation. Thus, a spontaneous respiration with so-called

CPAP Ubontinuous positive airway pressure"). I patientkretsen, dvs. inspirationsledningen 2 och expirationsledningen~4, upprätthålles detta övertryck av PEEP-ventilen 18 i expirationsledningen 4. Det inses, att den av ventilatorenheten l avgivna volymen andningsgas måste ställas in så, att den minst motsvarar den mängd andningsgas som patienten förbrukar under spontanandningen, då i annat fall be- 10 15 20 25 30 35 40 7710268-9 7 hållaren 10 kan komma att tömmas, Om spontanandning med CPAP enligt ovan önskas, måste tillförseln av andningsgas till behållaren 10 vara så stor, att det önskade övertrycket med säkerhet upprätthålles i behållaren. Det överskott på andningsgas, som kan komma att tillföras från ventilatorenheten, kommer att läcka ut genom övertrycksventilen l4. En viss överförbrukning av gas är sålunda svår att undvika vid denna utföringsform av uppfinningen. Det inses vidare, att över- trycksventilen 14 måste vara inställd på ett öppningstryck, som ej får överstiga PEEP-ventilens 18 öppningstryck, då det i annat fall uppstår risk för att en del andningsgas från ventilatorenheten l komme: att läcka ut direkt genom expirationsledningen 4 utan att ha passerat genom patientens lungor, varvid mätaren 8 kommer att mäta en större gasvolym än den som patienten verkligen andats.CPAP Ubontinuous positive airway pressure "). In the patient circuit, i.e. the inspiration line 2 and the expiratory line ~ 4, this overpressure is maintained by the PEEP valve 18 in the expiratory line 4. It will be appreciated that the volume of respiratory gas delivered by the ventilator unit 1 must be adjusted so that at least corresponds to the amount of breathing gas that the patient consumes during spontaneous breathing, otherwise the container 10 may be emptied. If spontaneous breathing with CPAP as above is desired, the supply of breathing gas to the container 10 must be The excess overpressure gas which may be supplied from the fan unit will leak out through the overpressure valve 14 with a certain excess pressure. Thus, a certain overconsumption of gas is difficult to avoid in this embodiment of the invention. It is further understood that the pressure relief valve 14 must be set to an opening pressure which must not exceed the PEEP valve. opening pressure 18, otherwise there is a risk that some breathing gas from the ventilator unit 1 will: leak directly through the exhalation line 4 without having passed through the patient's lungs, the meter 8 will measure a larger gas volume than the patient actually andats.

Undertrycksventilen 13 har till uppgift att öppna och göra det möjligt för patienten att spontanandas från den omgivande atmosfären, om behållaren 10 av någon anledning skulle bli tömd på andningsgas.The purpose of the vacuum valve 13 is to open and enable the patient to breathe spontaneously from the surrounding atmosphere, should the container 10 for any reason be emptied of breathing gas.

IMV-pausens längd kan bestämmas på flera olika sätt i beroende av styrenhetens 15 utformning.The length of the IMV pause can be determined in several different ways depending on the design of the control unit 15.

Sålunda kan styrenheten 15 exempelvis innehålla en inställbar tidkrets, som startas vid början av varje IMV-paus och som avbryter densamma, då den inställda tiden löpt ut.Thus, for example, the control unit 15 may contain an adjustable timing circuit, which is started at the beginning of each IMV pause and which interrupts the same when the set time has elapsed.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen kan styrenheten 15 innehålla ett inställbart räkneverk, som startas vid början av varje IMV-paus och som drives i takt med ventilatorenhetens l funktion och räknar antalet genomförda arbetscykler hos ventilatorenheten, varvid räkneverket avbryter IMV-pausen, då det förinställda antalet arbets- cykler genomförts.According to another embodiment of the invention, the control unit 15 may contain an adjustable counter, which is started at the beginning of each IMV pause and which is operated in step with the function of the fan unit 1 and counts the number of completed work cycles of the fan unit, the counter interrupting the IMV pause when the preset the number of work cycles completed.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen kan IMV-pausernas längd automatiskt anpassas till patientens förmåga att andas spontant.According to another embodiment of the invention, the length of the IMV pauses can be automatically adapted to the patient's ability to breathe spontaneously.

Såsom framgår av det föregående, mäter mätaren 8 i expirationsled- ningen 4 den av patienten utandade gasmänden såväl under IMV-andetagen som under spontanandningen. Styrenheten 15 kan därför vara utformad att påverkas från mätaren 8, såsom markerat medelst den streckade linjen 17, så att styrenheten l5 automatiskt avbryter en pågående IMV- paus med spontanandning för patienten, om mätaren 8 indikerar, att den av patienten under en viss förutbestämd tidsperiod utandade gas- mängden ej uppgår till ett visst förinställt minimivärde. Härigenom uppnås en smidig, automatisk och fortlöpande anpassning av IMV-pauser- nas längd till patientens förmåga att andas spontant.As can be seen from the foregoing, the meter 8 in the expiratory line 4 measures the gas end exhaled by the patient both during the IMV breaths and during the spontaneous breathing. The control unit 15 can therefore be designed to be actuated from the meter 8, as marked by the dashed line 17, so that the control unit 15 automatically interrupts an ongoing IMV pause with spontaneous breathing for the patient, if the meter 8 indicates that the patient for a certain predetermined period of time the exhaled amount of gas does not amount to a certain preset minimum value. In this way, a smooth, automatic and continuous adaptation of the length of the IMV breaks to the patient's ability to breathe spontaneously is achieved.

Om behållaren 10 är expanderbar, exempelvis utgöres av en 10 15 20 25 36 35- ' 40 7710268-9 8 blåsa såsom i det illustrerade utföringsexemplet eller av en bälg eller liknande, kan även behållarens volym utnyttjas för styrning av IMV-anordningens funktion. Det inses, att om patienten spontanandas i en mindre utsträckning än vad som beräknats och som motsvarar den från ventilatorenheten 1 tillförda mängden andningsgas, så kommer be- hållarens 10 volym att öka, tills den når sitt största möjliga värde.If the container 10 is expandable, for example consists of a bladder as in the illustrated embodiment or of a bellows or the like, the volume of the container can also be used to control the function of the IMV device. It will be appreciated that if the patient breathes spontaneously to a lesser extent than calculated and which corresponds to the amount of respiratory gas supplied from the ventilator unit 1, the volume of the container 10 will increase until it reaches its greatest possible value.

Om å andra sidan patienten spontanandas mer än vad som motsvarar till- förseln av andningsgas från ventilatorenheten l, kommer behållarens l0 volym att minska, tills behållaren antager sin minsta möjliga volym Patienten kommer härvid att till en del spontanandas via undertrycks- ventilen 13 från den omgivande atmosfären, varför den av patienten andade gasen får en okontrollerade sammansättning. Man kan sålunda med fördel förse den expanderbara behållaren 10 med en anordning som av- känner dess aktuella volym, exempelvis en mot blåsans utsida eller bälgens rörliga gavel anliggande, rörlig vinge. Denna avkänningsanord- ning kan vara anordnad att påverka IMV-anordningens styrenhet 15 till att avbryta en pågående IMV-paus, så att patienten påtryckes ett eller flera IMV-andetag eller alternativt respiratorn ställes om till oavbruten tvångsmässig ventilering, om behållarens l0 volym skulle överskrida ett förutbestämt maximivärde eller underskrida ett förutbestämt minimivärde. Samtidigt kan ett larm till vårdpersonalen utlösas, eftersom den pågående IMV-behandlingen av patienten tydligen av någon anledning ej fungerat på avsett sätt.If, on the other hand, the patient breathes more spontaneously than corresponds to the supply of breathing gas from the ventilator unit 1, the volume of the container 10 will decrease until the container assumes its smallest possible volume. The patient will in part spontaneously breathe via the negative pressure valve 13 from the surrounding atmosphere, which is why the gas inhaled by the patient has an uncontrolled composition. It is thus advantageous to provide the expandable container 10 with a device which senses its current volume, for example a movable wing abutting against the outside of the bladder or the movable end of the bellows. This sensing device may be arranged to actuate the control unit 15 of the IMV device 15 to interrupt an ongoing IMV pause, so that the patient is forced one or more IMV breaths or alternatively the respirator is switched to continuous forced ventilation, should the volume of the container exceed one predetermined maximum value or fall below a predetermined minimum value. At the same time, an alarm to the care staff can be triggered, since the ongoing IMV treatment of the patient apparently for some reason did not work in the intended way.

Styrenheten 15 kan vidare vara försedd med ett manuellt manöver- organ, exempelvis en återfjädrande tryckknapp, med vars hjälp vård- personalen kan initiera ettenstaka IMV-andetag.The control unit 15 can further be provided with a manual actuator, for example a resilient pushbutton, with the aid of which the care staff can initiate single IMV breaths.

Såsom beskrivits i det föregående, kan man vid den i fig. l visade utföringsformen av uppfinningen åstadkomma spontanandning med CPAP med hjälp av den inställbara övertrycksventilen 14. Såsom nämnts, 'medför detta dock risk för överförbrukning av dyrbar andningsgas genom läckage genom övertrycksventilen 14. Vidare är det svårt att erhålla en god kontroll över CPAP-trycket, varjämte det föreligger en viss risk för att andningsgas under spontanandningen, dvs. under IMV-pauserna, läcker ut genom PEEP-ventilen 18 i stället för genom övertrycksventilen 14, vilket ger upphov till en felaktig mätning av den av patienten verkligen andade gasvolymen. Dessa olägenheter undvikes vid den i fig. 2 visade modifikationen av anordningen enligt fig. l.As described above, in the embodiment of the invention shown in Fig. 1, spontaneous breathing with CPAP can be achieved by means of the adjustable pressure relief valve 14. As mentioned, however, this entails a risk of overconsumption of expensive breathing gas by leakage through the pressure relief valve 14. Further it is difficult to obtain good control over the CPAP pressure, and there is a certain risk of respiratory gas during spontaneous breathing, ie. during the IMV pauses, leaks through the PEEP valve 18 instead of through the pressure relief valve 14, giving rise to an incorrect measurement of the gas volume actually inhaled by the patient. These inconveniences are avoided in the modification of the device according to Fig. 1 shown in Fig. 2.

Vid utföringsformen enligt fig. 2 utgöres behållaren 10 av en väsentligen fritt expanderbar blåsa eller bälg eller liknande, som 10 15 20 25 30 7710268-9 9 är förbunden med respiratorns inspirationsledning 2 via backventilen ll och den styrbara backventilen 12 på samma sätt som visats i fig. l och beskrivits i det föregående. Behållaren 10 är vidare förbunden med den omgivande atmosfären genom undertrycksventilen 13. Däremot saknas den i anordningen enligt fig. l ingående inställbara övertrycks- ventilen 14. Vidare är blåsan l0 innesluten i en omgivande stel be- hållare 19, som är ansluten till en anordning, medelst vilken det är möjligt att i denna stela behållares l9 inre upprätthålla ett konstant, inställbart övertryck. Vid den i fig. 2 såsom exempel illustrerade utföringsformen utgöres denna anordning av en enhet 20, som kontinuer- ligt matar in en ström av atmosfärsluft i den stela behâllarens 19 inlopp 21. Luften strömmar ut igen genom ett utlopp 22, en styrbar backventil 23, som tillföres ett inställbart inre genom ett som innehåller enheten 20. Det inses, att det på detta sätt blir möj- stela behâllarens 19 inre upprätthålla ett konstant styrtryck från ligt att i den övertryck, som överensstämmer med det styrtryck som ventilen 23 till- föres från enheten 20. Eftersom blåsan eller bälgen 10 är fritt expan- derbar, kommer andningsgastrycket inuti behållaren lO att automatiskt anta samma värde som det konstanta, förinställda trycket i den om- givande stela behållarens 19 inre, så länge blåsans eller bälgens 10 volym ej är den maximalt möjliga. Härigenom blir det möjligt att er- hålla ett noggrant reglerat, konstant CPAP-värde vid spontanandningen utan någon ständig läckning av andningsgas ut till den omgivnade at- mäsfären. Om som följd av en otillräcklig spontanandning hos patienten den expanderbara blåsan eller bälgen 10 skulle utvidgas till sin maxi- malt möjliga volym, kommer andningsgasens tryck inuti densamma natur- ligtvis tendera att stiga över trycket inuti den omgivande stela be- hållaren 19. backventil 24, som därvid Blåsan eller bälgen 10 är därför försedd med en obelastad öppnar och läcker ut andningsgas till den stela behållarens 19 inre.In the embodiment according to Fig. 2, the container 10 consists of a substantially freely expandable bladder or bellows or the like, which is connected to the inspiration line 2 of the respirator via the non-return valve 11 and the controllable non-return valve 12 in the same way as shown in Fig. 1 and described above. The container 10 is further connected to the ambient atmosphere through the negative pressure valve 13. However, the adjustable positive pressure valve 14 included in the device according to Fig. 1 is missing. Furthermore, the bladder 10 is enclosed in a surrounding rigid container 19, which is connected to a device. by means of which it is possible to maintain a constant, adjustable overpressure in the interior of this rigid container 19. In the exemplary embodiment illustrated in Fig. 2, this device consists of a unit 20, which continuously feeds a stream of atmospheric air into the inlet 21 of the rigid container 19. The air flows out again through an outlet 22, a controllable non-return valve 23, which is supplied to an adjustable interior through one containing the unit 20. It will be appreciated that in this way it will be possible for the interior of the container 19 to maintain a constant control pressure from that of the overpressure corresponding to the control pressure from which the valve 23 is supplied. unit 20. Since the bladder or bellows 10 is freely expandable, the breathing gas pressure inside the container 10 will automatically assume the same value as the constant, preset pressure in the interior of the surrounding rigid container 19, as long as the volume of the bladder or bellows 10 is not maximum possible. This makes it possible to obtain a carefully regulated, constant CPAP value during spontaneous breathing without any constant leakage of breathing gas out to the surrounding atmosphere. If, due to insufficient spontaneous breathing of the patient, the expandable bladder or bellows 10 were to expand to its maximum possible volume, the pressure of the breathing gas inside it will naturally tend to rise above the pressure inside the surrounding rigid container 19. check valve 24, which in this case the bladder or bellows 10 is therefore provided with an unloaded opener and leaks breathing gas to the interior of the rigid container 19.

Det inses,att ett flertal modifikationer och andra utförings- former av uppfinningen är möjliga utöver de i ritningen visade och i det föregående beskrivna.It will be appreciated that a number of modifications and other embodiments of the invention are possible in addition to those shown in the drawing and described above.

En sådan modifikation är att den i de visade utföringsexemplen ingående PEEP-ventilen 18 i form av en inställbar backventil ersätts 35 med en styrbar backventil, exempelvis en tryckstyrd backventil lik- 40 nande ventilerna 5 och l2, som är styrd i beroende av trycket inuti behållaren ill att ha ett öppningstryck, som med ett önskat värde överstiger det rådande trycket i behållaren 10. Härigenom erhålles ett PEEP-tryck som automatiskt följer trycket i behållaren 10.One such modification is that the PEEP valve 18 included in the embodiments shown in the form of an adjustable non-return valve is replaced with a controllable non-return valve, for example a pressure-controlled non-return valve similar to valves 5 and 12, which is controlled depending on the pressure inside the container. ill to have an opening pressure which with a desired value exceeds the prevailing pressure in the container 10. As a result, a PEEP pressure is obtained which automatically follows the pressure in the container 10.

Vidare skulle backventilen 9 kunna utgå och behållaren 10 i 10 l5 20 7710268-9 l0 stället anslutas till inspirationsledningen 2 på ömse sidor om den i respiratorn vanligtvis normalt ingående backventilen 3. En sådan utformning torde vara den fördelaktiga, om IMV-anordningen bygges in som en integrerad del av en ny respirator, medan den i ritningen visade anordningen med en extra backventil 9 i serie med backventilen 3 kan vara fördelaktig, om IMV-anordningen är utformad som en till- satsenhet, som skall anslutas till en redan förefintlig respirator.Furthermore, the non-return valve 9 could be discharged and the container 10 instead connected to the inspiration line 2 on either side of the non-return valve 3 normally included in the respirator. Such a design would be advantageous if the IMV device is built in as an integral part of a new respirator, while the device shown in the drawing with an additional non-return valve 9 in series with the non-return valve 3 can be advantageous if the IMV device is designed as an accessory unit, which is to be connected to an already existing respirator.

Därvid kan ventilerna 9, ll, l2, 13 och 14 utformas som en samman- hängande enhet, som kopplas in i inspirationsledningen mellan patienten och respiratorn och till vilken behållaren 10 anslutes.In this case, the valves 9, 11, 12, 13 and 14 can be designed as a continuous unit, which is connected to the inspiration line between the patient and the respirator and to which the container 10 is connected.

Vidare inses det, att de styrbara backventilerna 5 och l2 ej nödvändigtvis behöver vara tryckstyrda som i det beskrivna utförings- exemplet, utan dessa ventiler kan naturligtvis även vara styrda på annat sätt, exempelvis på elektromagnetisk väg. Därvid kan ventilen 7 'ersättas medelst en strömställare, som kan sluta respektive bryta den elektriska styrledningen till ventilerna 5 och 12 och som manövreras från styrenheten 15.Furthermore, it is understood that the controllable non-return valves 5 and 12 do not necessarily have to be pressure-controlled as in the described embodiment, but these valves can of course also be controlled in another way, for instance by electromagnetic means. Thereby, the valve 7 'can be replaced by means of a switch, which can stop and disconnect the electrical control line to the valves 5 and 12, respectively, and which is operated from the control unit 15.

Vid det beskrivna utföringsexemplet är den i IMV-anordningen ingående, styrbara backventilen 12 tillförd samma styrsignal som expi- rationsventilen 5. Detta är dock ej nödvändigt. Alternativt kan ven- tilen tillföras en kontinuerlig, av ventilatorenhetens l funktion oberoende styrsignal under IMV-andetagen och vid normal, oavbruten,_ tvångsmässig ventilering av patienten, vilken styrsignal brytes endast under IMV-pauserna.In the exemplary embodiment described, the controllable non-return valve 12 included in the IMV device is supplied with the same control signal as the expiration valve 5. However, this is not necessary. Alternatively, the valve can be supplied with a continuous control signal independent of the function of the ventilator unit 1 during the IMV breaths and during normal, uninterrupted, forced ventilation of the patient, which control signal is interrupted only during the IMV pauses.

Claims

'7710268-9 ll Patent Claim

A device for IMV at a respirator, comprising an inspiration line (2) intended to be connected to a patient at one end, a fan device (1) connected to the other end of the inspiration line and arranged to periodically deliver to it a predetermined volume of breathing gas , and an expiratory line (4) intended to be connected to the patient and containing an expiratory valve (5) in the form of a controllable non-return valve allowing a gas flow through the line only in the direction of the patient, which expiratory valve is controlled depending on the function of the ventilator device to be kept closed during the inspiration phase of the fan device, characterized in that it comprises a container (10), which is connected to the inspiration line (2) partly via a first connection containing a second controllable non-return valve (12) allowing a gas flow only in the direction from the inspiration line to the container and partly via a second connection contain a non-return valve (II) allowing a gas flow only in the direction from the container to the inspiration line, said second controllable non-return valve (12) being controlled to be kept forcibly closed at least simultaneously with the exhalation valve (5), and control means (7, 15). ) arranged to be able to break the control influence of both the expiration valve (5) and said second controllable non-return valve (12), so that these valves operate as simple non-return valves.

Device according to claim 1, characterized in that said first and second connections between the container (10) and the inspiration line (2) are connected to the inspiration line on each side of a second non-return valve (9) arranged in the inspiration line. allowing a gas flow in the inspiration line only in the direction of the patient, said first connection being connected to the inspiration line upstream of this non-return valve.

Device according to claim 2, characterized in that said second non-return valve (9) has an adjustable opening pressure.

Device according to any one of claims 1 - 3, characterized in that said second, controllable non-return valve (12) is supplied with the same control signal as the expiration valve (5).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the container (10) has a connection to the surrounding atmosphere via a negative pressure valve (13). . '_ 7710268-9 12

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the container (10) has a connection to the surrounding atmosphere via a pressure relief valve (14) with adjustable opening pressure.

Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the container (10) is expandable.

Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the container is rigid.

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the container (10) consists of an expandable bladder or the like, which is arranged inside a second, rigid container (19), which is connected to a device ( 20-23) _for maintaining a constant, adjustable pressure inside the rigid container (19).

Device according to claim 9, characterized in that the expandable bladder (10) communicates with the interior of the rigid container (19) through a non-return valve (24) arranged to allow a gas outflow from the interior of the bladder to the interior of the rigid container. , if the gas pressure inside the bladder should exceed the gas pressure inside the rigid container.

11. ll. Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said control means (7, 15) are manually operable to restore the control action of the expiratory valve (5) and the second, controllable non-return valve (12).

Device according to any one of claims 1 - 11, characterized in that said control means (7, 15) comprises a timing circuit arranged to effect a periodic interruption of the control action of the expiration valve (5) and the second controllable non-return valve (12). ) for a predetermined, adjustable period of time.

Device according to any one of claims 1 - 11, characterized in that said control means (7, 15) are influenced by the function of the fan device (1) to interrupt the control action of the exhalation valve I (5) and the second controllable non-return valve (12) periodically during a predetermined, adjustable number of operating cycles of the fan device .:

Device according to any one of claims 1 - 11, wherein the other end of the expiratory line (4) is connected to a device (8) for measuring the volume of gas exhaled through the expiratory line, characterized in that said control means (7 , 15) are actuated by said measuring device (8) to re-establish the control influence of the expiratory valve (5) and the second controllable non-return valve (12), if said gas volume is less than a predetermined minimum value per unit time.

Device according to any one of claims 1 - 14, characterized in that said container (10) is expandable and that means are arranged to sense its volume and to trigger an alarm signal and / or actuate said control means (7, 15). to re-establish the control effect of the expiration valve (5) and the second controllable non-return valve (12), if the volume of the container falls below a predetermined minimum value or exceeds a predetermined maximum value.

Device according to any one of claims 11 - 15, characterized in that said control means (7, 15) are influenced by the function of the fan device (I) so that after each break of the control influence of the expiration valve (5) and the second controllable non-return valve (12) restores this control action at the beginning of an inspiration phase of the fan device and to maintain it for a predetermined number of duty cycles of the fan device.

Device according to any one of claims 1 - 16, characterized in that the expiratory valve (5) and the second controllable non-return valve (12) are pressure-controlled, said control means comprising a valve (7) arranged to be able to connect the expiratory valve and the control connections of the second controllable non-return valve alternatively to said other end of the inspiration line (2) or to the surrounding atmosphere.

Device according to one of Claims 1 to 17, characterized in that the expiratory line (4) contains a further controllable non-return valve (18) allowing a gas flow through the line only in the direction from the patient, which further controllable non-return valve (18) is controlled depending on the pressure in said container (10) to have an opening pressure dependent on said pressure. MENTIONED PUBLICATIONS: