SE434338B - Andningsapparat, isynnerhet for sma barn - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7900260-6 'L för inandnings- och utandningsförloppet alstrar två med tiden föränderliga trycknivåer, samt ett bistabilt pneumatiskt lo- gikelement, som omkopplas mellan dess båda stabila tillstånd i motsvarighet till trycknivåerna. Därigenom utsâttes styrven- tilens anslutna styrkammare alternerande för två olika gastryck.

Genom kopplingslänkar och logiska byggelement är en mångfald driftssätt möjliga, som t.ex. IPPV-, PEEP-, CPAP- och IMV-and- ning.

En nackdel är tidstyrsystemet i denna apparat. Det tillåter ej att IMV-förfarandet användes med inställning av konstant in- spirationstid vid samtidig förlängning av expirationstiden inom ett brett område. Förutsättningen härför vore att dessa tider inställdes via separata tidelementf(DE offentliggörandeskrift 25 25 359).

En tidigare föreslagen andningsapparat tillåter tillförsel av andningsgas genom eget val enligt IPPV-, PEEP-, CPAP- eller IMV-förfarandet genom styrning av utandningsventilen. Styrning- en sker därvid så, att andningsgas kan tillföras endast efter fullständig utandning, såsom SIMV-förfarandet kräver; Styrningen av inandnings- och utandningsfasen sker via en fram- förkopplad första dubbelmembranventil genom ett tidstyrnings- system med en bistabil flipp-floppkoppling, som i en första gren påverkas via en andra dubbelmembranventil och en första volym för att förege inandningstiden och i en andra gren pâver- kas via en tredje dubbelmembranventil och en andra volym för att förege utandningstiden. En sammankopplad tryckstyrnings- anordning, en triggbar omkopplare, igångsätter varje gång tid- styrningssystemet under användning av pneumatiska komponenter med statisk styrningsprincip och börjar detta genast med ut- andningsfasen. Under tidrymden för utandningen kan patienten således genom inandning alltid framkalla inandningsfasen.

Denna andningsapparat uppvisar endast en reglerventil för and- ningsgastillförseln; andningstidsförhållandet t. :t är fast in ex och oföränderligt fastlagt och skall framför allt kunna genom- 10 15 20 25 '30 35 7900260-6 “5 föra en så skonsam övergång som möjligt från andning endigt IPPV via SIMV till spontanandning CPAP (DE offentliggörande- skrift 27 4é 924).

Uppgiften för uppfinningen är en andningsapparat, i synnerhet för småbarn, med enkel konstruktion för användning vid kända sätt för konstgjord andning, medelst vilken det blir möjligt för patienten att komma tillbaka till egenandning (spontan- andning). Den skall därvid för alla patienter med de mest varierande sjukdomar i andningsorganen kunna erbjuda en om- fattande andningsterapi, vartill hör omställbarheten av and- ningstidsförhållandet inom stora områden.

Uppgiftens lösning sker enligt kännetecknen i patentkravet.

Medelst denna lösning är på ett fördelaktigt enkelt sätt två med avseende på tidsförloppet från varandra oavhängiga tids- kedjor uppbyggda, som tillåter helt separat tidsinställning för inspirationstiden och expirationstiden. Detta möjliggöres genom de båda som findoseringsventil utbildade reglerelementen.

Det är vidare möjligt att med en faktor förstora tidskonstanten för expirationstiden genom tillkoppling av volymen V3. Den praktiska fördelen med detta förfarande är följande: Vid sepa- rat inställning av inspirationstiden och expirationstiden är alla önskade andningstidsförhållanden t. -t inställbara, och genom tillkoppling av volymen V3 är däråïövâš också en försto- ring av området möjlig. Därigenom lämpar sig apparaten enligt uppfinningen särskilt för konstgjord lângtidsandning, emedan den är anpassbar till andningsfysiologin hos en stor patient- krets.

Ett lämpligt exempel på uppfinningen visas på ritningarna, där fig. 1 visar funktionsschemat för andningsapparaten, och fig. 2 tidstyrningssystemet under användning av funktionselementen.

Andningsgas tillföres till andningsapparaten som tryckgas vid anslutning 1 och ankommer via filter 2 till huvudbrytaren 3.

Den efterföljande tryckregulatorn 4 inställer driftstrycket, 10 15 20 25 30 35 vsoozso-s W som via anslutning 5 tillföras till distributionsställena 6 och 7. Den manuellt manövrerade flödesventilen 8 reglerar andningsgasströmningen, som i blandningsventilen 9 inkopplas på ledningen 11. Vid omkoppling kan en blandare 10 anslutas.

I ledningen 11 befinner sig vidare i genomströmningsriktningen en tillsatsluftventil 12 och en tryckbegränsningsventil 13, som regleras av ventilen 14.

Patienten visas symboliskt som den elastiska volymen 15. Om- kastning av inandnings- och utandningsfaserna sker medelst utandningsventilen 16. Via ledning 17 utandas patienten i det fria.

Styrning av utandningsventilen 1É sker via ledning 18 genom de båda styrsystemen 19, 20. Därvid övertager tidstyrnings- systemet 19 tidstyrningen och tryckstyrningssystemet 20 tryck- styrningen. Båda styrsystemen 19, 20 avger sina styrsignaler till det första logikelementet 21.

Tidstyrningssystem 19 genomför tidstyrningen och bestämmer där- vid med det första reglerelementet 22 inandningstiden och med det andra reglerelementet 23 utandningstiden. Båda reglerele- menten 22, 23 försörjes pneumatiskt från anslutningen 24, som är anordnad efter CPAP/IPPV-väljaromkopplare 25. Tidstyrnings- systemet 19 består av den pneumatiska andra dubbelmembranven- tilen 26-29 med den första volymen V1 34, den pneumatiska tredje dubbelmembranventilen 30-33 med den andra volymen V2 35 och den till volym V2 35 anslutna omkopplaren 37 med den tredje volymen V3 36. Via anslutningen 24 försörjs den första findo- seringsventilen 22 med tryckgas. Tryckgasen strömmar via led- ning 38 genom den andra dubbelmembranventilen 26 till volym V1 34, och vidare via ledning 39 till den andra dubbelmembran- ventilens 27 kammare 40. Konstanttryckpåverkan från anslutning- en 24 på den andra dubbelmembranventilen 27 ger en 1-signal i ledning 41 och sålunda en 0-signal i ledning 42. (1-signal = = driftstryck p, 0-signal = tryck 0). Den exponentiella tryck- ökningen i volym V1 34, ledning 39 och kammare 40 leder vid 0,8 p (p'= driftstryck vid anslutning 5 och vid anslutning 24) 10 15 20 25 30 35 '7900260-6 s' till omkoppling av den andra dubbelmembranventilen 27, så att ledning 41 uppvisar en 0-signal och sålunda ledning 42 en 1- -signal, vilken återigen så omkopplar den andra dubbelmembran- ventilen 29, att anslutning 24 förbindes medåledning 43 och denna uppvisar en 1-signal. 1-signalen i ledning 43 kopplar nu ledning 44 efter den tredje dubbelmembranventilen 33 till en 0-signal. Samtidigt spärrar den den andra dubbelmembranventilen 26, så att volym V1 34 utsläppes via avluftningen 45. Därigenom blir även kammaren 40 trycklös och anslutningen 24 är åter för- bunden med ledning 41, och 1-signalen i ledning 41 spärrar den andra dubbelmembranventilen 28, varpå ledning 42 kan dräneras via avluftningen 46. 0-signalen i ledning 42 påverkar inte kopplingen av den andra dubbelmembranventilen 29, som tillsam- mans med den tredje dubbelmembranventilen 33 bildar ett bista- bilt minne. Likaså styr 1-signalen i ledning 43 den tredje dub- belmembranventilen 30 så att tryckgas från anslutning 24 via den andra findoseringsventilen 23 och den tredje dubbelmembran- ventilen 30 kan strömma till volym V2 35 och till den tredje dubbelmembranventilen 31. Den exponentiella tryckökningen i volym V2 35 leder likaså vid 0,8 p till omkoppling av den tred- je dubbelmembranventilen 31, ledning 47 erhåller en 0-signal, och sålunda erhåller ledning 48 och även ledning 44 en 1-signal.

Ledning 44 omkopplar via trycket p i kammaren 49 den andra dubbelmembranventilen 29 så att ledning 43 erhåller en 0-sig- nal. Sålunda är den tredje dubbelmembranventilen 33 såsom del av minnet bestående av den andra dubbelmembranventilen 29 och den tredje dubbelmembranventilen 33 åter bistabil till ledning 44. Ledning 44 spärrar den tredje dubbelmembranventilen 30 och öppnar den andra dubbelmembranventilen 26. Detta förlopp upp- repas.

Uppladdningstiderna för volym V1 34 och volym V2 35, som är manuellt innställbara via den första findoseringsventilen 22 och den andra findoseringsventilen 23, bestämmer sålunda takt- tiderna för 1-signalen i ledning 43 resp. i ledning 44.

Funktionsgruppen för genomförande av IMV-förfarandet ingår i tidstyrningssystemet 19. De tekniska kraven för genomförande 10 15 20 25 30 35 1990260-6 6 av IMV-förfarandet ligger i den tidsmässigt exakt fixerbara förlängningen av utandningstiden med samtidigt bibehållande av inandningstiden. Detta krav uppfylles med omkopplare 37 genom tillkoppling av volym V3 36 till volym V2 35. En upp- laddningstid uppnås; som motsvarande den n-faldiga storleken av volym V3 36 ger en (n+1)-faldig utandningstid.

Tryckstyrningssystemet 20 för genomförande av tryckstyrningen drives via anslutning 6 med tryckgas, då CPAP/IPPV-väljarom- kopplaren 25 bringas i ställning IPPV, dvs. tillslutes. Där- vid föreligger vid anslutning 24 driftstrycket för tidstyr- ningssystemet 19, Via ledning 50 styres och spärras den fjärde dubbelmembranven- tilen 51 och via ledning 52 styres den femte dubbelmembranven- tilen 54, så att därigenom genomgången från anslutning 24 till ledning 55 blir fri. Anslutning 24 styres här av en andra dros- sel 56 som skall avpassas för begränsning av gasflödet. Tryc- ket i ledning 55 kan regleras manuellt via tryckreglerventil 57. Ledning 55 leder till den första dubbelmembranventilens 21 kammare 58.

Via ledning 52 försörjs också tryckreducerare 59, som arbetar med ett konstant undertryck av ca 0,15 bar. Tryckgasen ledes med detta tryck via ledning 60 till kammare 61 i den första dubbelmembranventilen 21. 6 Om i ledning 44 i tidstyrningssystemet 19 en 1-signal föreligger, så styr denna den första dubbelmembranventilen så att ledning 60 förbindes med ledning 18. Därigenom når tryckregulatorns 59 undertryck utandningsventilen 26, som tillslutes och sålunda spärras via ledning 17 patientens utandningsväg till atmosfären.

Patienten tillföras andningsgasen via ledning 11. Vid inställ- ning av 1-signalen i ledning 44 till O-signal, övergår 0-sig- nalen i ledning 43 till 1-signal. Denna 1-signal ankommer via ELLER-element 62 till ledning 63 och styr så den första dubbel- membranventilen 21, att genomgången från kammaren 61 till led- ning 18 spärras. Genomgângen från ledning 55 via kammare 58 10 15 20 25 30 35 7900260-6 till ledning 18 blir fri. Medelst tryckreglerventil 57 är i ledning 55 ett tryck mellan 0 och ca 20 millibar inställbart, som därefter via ledning 18 inverkar på utandningsventil 16.

Vid ett tryck av 0 bar kan patienten utandas fritt till atmosfä- ren. Vid en annan inställning utandas patienten med det önska- de slututandningstrycket (PEEP). Trycket kan kontrolleras på tryckmätaren 69.

Om i stället för IPPV-förfarandet CPAP-förfarandet skall ut- nyttjas, så bringas CPAP/IPPV-väljaromkopplaren 25 till ställ- ning CPAP, dvs. öppet läge. Därigenom avbrytes tryckgastill- förseln från anslutning 6 i ledning 50 och hela styrsystemet 19 blir trycklöst. Därigenom uppvisar de båda ledningarna 43, 44 en 0-signal. I den fjärde dubbelmembranventilen 51 förbin- des anslutning 7 via ledning 64 med ELLER-element 62. Gastryc- ket ligger därigenom även på ledning 63 och styr så den första dubbelmembranventilen 21, att ledning 55 via kammare 58 för- bindes med ledning 18. Samtidigt försörjs därvid via ledning 64 ledning 65 med gas och den femte dubbelmembranventilen 54 styres så, att ledning 65 via den första drosseln 66 förbindes med ledning 55. Det med tryckreglerventil 57 inställda gastryc- ket i ledning 55 når via ledning 18 utandningsventil 16. Pa- tienten utañdas mot detta inställda ringa övertryck.

Vid en variant av andningsapparaten kan medelst blandarventil 9 en i dess utlopp med undertryck arbetande blandare 10 an- slutas till patientens försörjningsdel.

I en annan utföringsform kan tidstyrningssystemet 19, såsom visas i fig. 2, utföras med pneumatiska funktionselement, exempelvis kolvelement. Därvid bortfaller den vid de andra dubbelmembranventilerna 27, 28, 29 och de tredje dubbelmembran- ventilerna 31, 32, 33 av kopplingsskäl nödvändiga vägen, att först omvandla tryckomkopplingsvärdet i de pneumatiska storhe- terna via en dubbel négation till en 1-signal för den andra dubbelmembranventilen 29 och den tredje dubbelmembranventilen 33. Omkopplingskarakteristiken för det första kolvelementet 67 och det andra kolvelementet 68 kräver, att ett bestämt 7900260-s kopplingstryck först måste uppnås för att en momentan omkopp- ling skall ske. Därefter sker samma förlopp som beskrivits ovan för tidstyrningssystemet 19 i fig. 1.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 7900260-6 Patentkrav Andningsapparat, isynnerhet för småbarn, för tillförsel av andningsgas valfritt enligt IPPV-, PEEÉ-, CPAP- eller IMV-förfarandet genom styrning av utandningsventilen (16) för omkoppling av inandnings- och utandningsfasen via en framför- kopplad första dubbelmembranventil (21) genom ett tidstyr- ningssystem (19) med en bistabil flipp-floppkoppling, som i en första gren pâverkas via en andra dubbelmembranventil (26- -29) och en första volym (34) för att förege inandningstiden och i en andra gren påverkas via en tredje dubbelmembranventil (30-33) och en andra volym (35) för att förege utandningstiden, och ett sammankopplat tryckstyrningssystem (20) som använder pneumatiska komponenter med statisk styrningsprincip, k ä n n e t e c k n a d av att de båda grenarnas tidskonstan- ter är separat inställbara via varsin findoseringsventil (22, 23), att en ytterligare volym V3 (36) medelst en omkopplare (37) är tillkopplingsbar till den andra volymen V2 (35), och att tryckstyrningssystemet (20), som via ett ELLER-element (62) är sammankopplat med tidstyrningssystemet (19), tryckförsörjer (6, 7) en fjärde dubbelmembranventil (51) för omkoppling från CPAP- till IPPV-funktionen samt innehåller en femte dubbel- membranventil (54), som är tryckförsörjd (24) via en första drossel (66) och en andra drossel (56) och som påverkar en tryckregleringsventil (57) för att förege det positiva utand- ningsmottrycket.