SE434597B - Andningsapparat - Google Patents

Description

7810852-9 då denna just överensstämmer med en inandningsfas hos patienten.

Inandningen understödjes då även genom den ytterligare andningsgas- tillförseln. Då styrimpulsen hos taktgivaren dock saknas i en ut- andningsfas hos patienten, så kopplar denna tillbaka och påbörjar en ny taktfas. Själva flip-flopkopplingen uppvisar därvid icke nå- gon inverkan. Synkroniseringen till IMV-förfarandet sker sålunda endast genom styrimpulsens tillfälliga överensstämmelse med inand- ningsfasen. Då detta icke är fallet, så går det för avvänjningen av- sedda påtvingade andetaget förlorat. Taktgivaren startar då med en ny fas, och börjar sålunda om från början (se amerikanska patent- skriften 3 976 065).

I en annan känd andningsapparat styres tillförseln av luft till patienten likaså genom en flüyflopkoppling. Genom en utandnings- tidgivare och en patientstyrd utlösare inställes flip-flopkopp- lingen i sitt läge för inandningshalvcykeln, och genom en inand- ningstidgivare, en tryckgränsutlösare och en volymgränsavkännare i sitt läge för utandningshalvcykeln. Under inandningshalvcykeln är en effektventil öppen för lufttillförsel till patienten och en utand- ningsventil tillsluten, omvänt under utandningshalvcykeln.

Under andning enligt SIMV-förfarandet kopplas före utandningstidgi- varen en tidsanordning, med vilken en tidsförlängning av dess kopp- lingstid, alltså utandningstiden, uppnås. Dessutom aktiveras en med utandningstidgivaren förbunden styrkoppling. Denna bortkopplar in- andningstidgivaren och återställer utandningstidgivaren, tillsluter utandningsventilen under den styrda inandningshalvcykeln och håller denna under alla andra andningar öppen och inkopplar en fördröj- ningsanordning, anordnad mellan utgången från utandningstidgivaren ochvfngången för flip-flopkopplingen.

SIMV-förförfarandet förloppet enligt följande: Vid omkoppling av flip-flopkopplingen till utandningshalvcykeln påverkas styrkopp- lingen. Denna öppnar utandningsventilen och startar den tidsför- längda utandningstidgivaren. Patienten kan under denna fas av spon- tanandning vid öppen utandningsventil både andas ut och medelst den patientstyrda utlösaren också andas fn, Sedan den förlängda utand- ningsfasen avslutats, ger utandningstidgivaren en signal till för- dröjningsanordningen, så att denna fördröjes ca 4 sekunder. En under 7810852-9 denna fördröjning av 4 sekunder inträffade utlösarsignal från pa- tienten eller om denna uteblir omkopplar signalen från fördröj- ningsanordningen flip-flopkopplingen för inendningshalvcykeln.

Styrkopplingen tillsluter samtidigt utandningsventilen och återstäl- ler utandningstidgivaren. Patienten tillförs andningsgas via den öppnade effektventilen, tills en signal från volymgränsavkännaren eller tryckgränsutlösaren åter omkopplar flip-flopkopplingen för utandningshalvcykeln. Därefter påbörjas funktionsbeloppet ånyo. De 4 sekundernas fördröjning skall säkerställa synkronisering av den tvångsvisa andningen med den tomandade lungan. För utlösarsignalen är detta icke nödvändigt, eftersonxlungan är tom, då patienten su- ger in för inandning. En nackdel med denna kända apparat är den komplicerade kopplingsuppbyggnaden, som för SIMV-andningen erford- rar inkoppling av en tidsförlängningsanordning och fördröjnings- anordningen för tidsfördröjning med 4 sekunder (se tyska publice- ringsskriften 2 637 366).

Uppgiften för uppfinningen är att så styra andning med andningsap- paraten, att andningsgastillförsel tvångsvis enligt SIMV-förfarandet kan insättas endast efter fullständig utandning och, om den ej in- ledes genom att patienten utlöser, intieras av styranordningen se- dan en efter patienten avpassad tidsrymd utgått. Den tvångsvisa in- andningen skall vara möjlig tidstyrd och apparaten skall vara en- kelt konstruerad och överskådlig.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen i enlighet med den känne- tecknade delen i patentkravet l.

Därvid föreligger en verklig synkronisering. Andningen, styrd genom den pneumatiska tidstyrgruppen för själva tidsystemets inandningsfas, insättes absolut säkert först efter helt fullföljd utandningsfas, då styrningen alltid sker enbart genom tidstyrsystemet. Tidstyrsys- temet är under patientens spontanandning bortkopplat, och inkopplas genom tidgivaren först sedan den önskade tiden för spontanandning utlöpt. En enkel drossel i tidstyrgruppen för tidstyrsystemets ut- andning säkerställer att utandningsfasen påbörjas. Den maximala ti- den till dess att andningen påbörjas är sålunda högst en utandnings- fas. För det fall, att patienten själv just befinner sig i en utand- 7810852-9 ningsgas, kan denne genom den helt normalt därpå följande inandning- en via utlösaren igångsätta tidstyrsystemet och därvid avbryta den normalt startande utandningsfasen och genast börja inandningsfasen.

Denna kan sedan såsom vid lângtidstillförsel av andningsgas, ske tidstyrt. Medelst de enkelt fungerande, med avseende på sin funk- tion relativt varandra avgränsade och överskådligt sammankopplade systemblocken tidstyrsystem-tidgivare-utlösare säkerställes en syn- kron andningsgastillförsel efter de aktuella spontanandningstiderna.

Patientens andningscykel påverkas genast, och en uppblåsning av lung- an genom insättande av andningsgastillförsel innan lungan helt ut- tömts, är icke möjlig.

Ytterligare kännetecken inom ramen för uppfinningen framgår av patent- kraven 2 - 6. De visar den enkla uppbyggnaden av den patíentstyrda utlösaren och av tidgivaren för spontanandningen. Lösningarna sker medelst pneumatiska konstruktionselement, som försörjes från and- ningsgasförrådet.

Ett utföringsexempel på uppfinningen visas i ritningarna och beskri- ves nedan, där fig l visar ett blockschema för andningsapparaten med tidgivare, fig 2 kopplingsschemat för SIMV-förfarandet, fig 3 kopplingsschemat för tidgivaren och omkopplingsventilen för andningsgas, och fig 4 utlösaren.

I blockschemat i fig l, visas funktionsgrupperna för andningsappara- ten förbundna med varandra. Via tryckgasanslutning l inkommer and- ningsgas till huvudomkopplare 2 och huvudtryckreduceranordning 3, vilken upprättar drifttrycket p i apparaten. Via ledning 64 försör- ,jes samtliga styranordningar med tryckgas. Dessa är tidstyrsystem 5 med förstyrventil l8 och väljaromkopplare 19, tidgivare 6 med and- ningsgaskopplingsventil 65 och utlösare 7. Via ledning 8 strömmar andningsgasen till huvudventil 9, som påverkas av tidstyrsystem 5 i takt med inandning/utandning. Reglerelement ll i ledning 10 regle- 7810852-9 rar andningsgasmängden, som strömmar till den interna gasblandaren 12 och därefter via ledning 13 inkommer till andningsgasmätare 14 och därifrån till den symboliskt visade patienten 15. Till ledning 13 är blocket "säkerhet" 16 anslutet, som kan innehålla en tryckbe- gränsningsventil, en tillsatsluftventil eller liknande. Patientens utandning sker via andningsgasmätare 14 och blocket "utandning" 17.

Fig 2 visar uppbyggnaden av andningsapparaten med speciell hänsyn till SIMV-förfarandet. Huvudtryckreduceraranordningen 3 reducerar tillförseltrycket för andningsgasen till drifttrycket p, med vilket via ledning 8 huvudventilen 9 påverkas och via ledning 64 tidstyr- systemet 5. Före tidstyrsystemet 5 ligger förstyrventil 18, vilken styres av väljaromkopplare 19. I läget SIMV är ledning 20 på tid- givare 6 förbunden med förstyrventil 18, i läget IPPV skild från denna.

Tidstyrsystemet 5 med pneumatiska konstruktionselement 22 - 33 är via ledning 34 förbundet med förstyrventil 18. Via ledning 34 till- föres det tryck, och det regleras genom tidreglerventil 21 i ledning 34. Regleringen sker via två RC-länkar, varvid R bildas med tidreg- lerventil 21 och C växelvis av volymerna V1 23 och V2 29. Den växel- visa fyllningen av volymerna Vl 23 och V2 29 sker genom motsvarande påverkan av kopplingselementen 22 och 28. Punktionen är följande: Vid utebliven påverkan av förstyrventil 18 via ledning 20 (O-signal) ankommer från ledning 64 tryckgas till tidreglerventil 21. Samtidigt förses via ledningarna 4 samtliga kopplingselement i tidstyrsystem- et 5 med tryckgas. Via ledning 34 strömmar den doserade tryckgas- mängden till kopplingselement 22 och därifrån via ledning 35 till volym V1 23. Tryckökningen i volym V1 23 uppstår via ledning 36 sam- tidigt i kopplingselement 24. Kopplingselement 24 påverkas redan via ledning 4 av gastrycket P och styr därigenom via ledning 37 kopp- lingselementet 25 så att genomgången från ledning 4 till ledning 38 är spärrad. Om tryckökningen i volym V1 23 uppnår 80 % av drift- trycket p (0,8 p) så omkopplas kopplingselement 24 så att genom- gången från ledning 4 till ledning 37 spärras och därigenom frigöres i kopplingselement 25 genomgången från ledning 4 till ledning 38.

Via det första ELLER-elementet 26 och ledning 39 sker styrningen av det första ändelementet 27. Därigenom erhåller ledning 4 en ge- nomgång till ledning 40. Ändelementen 27 och 33 är förbundna med 7810852-9 varandra så att de bildar ett bistabilt minne. En l-signal (l-sig- nal = drifttryck p) i ledning 40 i det första ändelementet 27 styr det andra ändelementet 33 så att ledning 41 uppvisar en O-signal.

Denna l-signal i ledning 40 föréfiëqäfsämfifliqtför kopplingselement 22 och spärrar genomgången från ledning 34 till ledning 35, och via ledning 35 ventileras volym V1 23 till atmosfären. l-signalen i led- ning 40 påverkar samtidigt kopplingselement 28, så att ledning 34 förbindes med ledning 43 och därigenom fylles volym V2 29. Sålunda förlöper i konstruktionselementen 28 - 33 för utandningsfasen ett förlopp identiskt med förloppet i konstruktionselementen 22 - 27 för inandningsfasen. Om det andra ändelementet 33 styres så att en l- signal i ledning 41 föreligger, så styres sålunda det första änd- elementet 27 så att ledning 40 uppvisar en 0-signal. 0/l-signalerna i ledningarna 40 och 41 styr takten för inandning/utandning.Tidför- hållandet inandning till utandningbestämmes genom förhållandet mel- lan volym Vl 23 och volym V2 29, och frekvensen för takterna inand- ning till utandning bestämmes genom inställning av tidreglerventil 21.

Huvudventil 9 inkopplas av 1-signal i ledning 41 på genomgång, varpå patienten förses med andningsgas. En l-signal i ledning 40 tillslu- ter däremot huvudventil 9, så att patienten icke längre erhåller någon andningsgas och sålunda kan påbörja utandningen. Utandníngen sker via backventil 44, utandningsgasmätapparat45 och utandnings_ ventil 46 till atmosfären 42. Utandningsventilen 46 styres av för- styrventil 47, vilken likaså styres av 0/l-signalerna i ledningarna 40, 41. Då under inandningen en l-signal föreligger för ledning 41 och sålunda andningsgas strömmar via huvudventilen till patienten, så styres samtidigt via l-signalen utandningsventilen 46 via för- styrventil 47 och backtrycket för tryckreduceranordning 48 via led- ning 49.

I utandningsfasen föreligger en l-signal i ledning 40 så att genom- gången från ledning 49 till utandningsventilen 46 är spärrad, vari- genom genomgången från ledning 50 till utandningsventil 46 är fri.

Ledning 50 förses via drossel 51 från ledning 64 med tryckgas. Gas- trycket i ledning 50 regleras för inställning av ett önskat utand- ningsmotstånd med PEEP-ventilen 52. Därvid är motstånd i området 0 - 30 mbar möjliga. 7810852-9 Med tidigaren 6 styres patientens spontanandning och samtidigt åstad- kommes i reglerbara tidsintervall en tvångsandning. Under spontan- andningsfasen, under vilken patienten själv andas, föreligger i led- ning 20 en l-signal, med vilken förstyrventil 18 styres så att ge- nomgången från ledning 64 till tidreglerventil 21 är spärrad. Däri- genom är andningen via tidstyrsystem 5, och sålunda tvångsandningen, bortkopplad. Efter förloppet aviädsqmflen för spontanandningen upp- visar ledning 20 en 0-signal, och därigenom är i förstyrventil 18 genomgången från ledning 64 till ledning 4 och till tidreglerventil 21 återställd. Drossel 56 i ledning 4 till det andra ändelementet 33 leder till att genomstyrningen i det första ändelementet 27 verk- ställes snabbare, så att ledning 40 uppvisar en 1-signal tidigare än ledning 41 och sålunda alstras via styrningen av det andra änd- elementet 33 i ledning 41 en O-signal. fiärigenom säkerställas att tidstyrsystem 5 alltid börjar med utandningsfasen. Under tidsrymden för utandningen kan patienten antingen via utlösare 7, via ledning 57 genast åstadkomma utlösning av en andningsfas, eller tidstyr- systemet 5 övertager självt andningen efter förloppet av utandnings- fasen, bestämd genom volym V2 29, efter omkoppling till inandnings- fasen. Efter avslutande av en andningsfas, dvs en inandning, på- börjar tidstyrsystemet 5 omkopplingen till utandning, varvid sam- tidigt även i ledning 39 en 1-signal bildas, som då via ledning 58 (fig 3) via ELLER-elementet 59 användes för omstyrning av kopplings- elementet 60, varigenom spontanandningen åter frigöres. Därvid upp- visar ledning 61 en 1-signal och styr kopplingsventil 62 så att en genomgång från ledning 64 till ledning 63 uppstår. Via ledning 63 försesden lungautomatiska andningsgaskopplingsventilen 65 med and- ningsgas. Denna avger via ledning 57 andningsgas till patienten, då en tryckdifferens uppstår mellan ledningarna 57 och 66. Denna tryck- differens uppträder via insugning, dvs utlösning, hos patienten vid backventil 44, dvs i ledning 57 föreligger ett lägre tryck än i led- ning 66. Membran 67 påverkar tätningselementet med hävarm 68, så att andningsgas kan strömma från ledning 63 in i ledning 57. 1-signalen i ledning 61 styr dessutom kopplingselementet 69 så att den ridreg- lerventil 70 doserade tryckgasen från ledning 64 erhåller genomgång till volym V3 71. Därigenom påbörjas tidrymnden för spontanandning.

Förloppet för tidstyrningen i kopplingselementen 72, 73 och 74 är identiskt med förloppet i kopplingselementen 24, 25 och 27. Om ef- ter tryckökningen av 0,8 p i volym V3 71 och motsvarande genomstyr- 7810852-9 ning av kopplingselementen en l-signal föreligger i ledning 75, så styr denna kopplingsventil 62_så att genomgången från ledning 64 till ledning 63 avbrytes och sålunda är tidrymden för spontanand- ningen avslutad. Samtidigt spärras genomgången från tidreglerventil 70 till volym V3 71. volymen V3 71 ventileras i backriktning. Lika- så spärrar 1-signalen i ledning 75 kopplingselementet 60. Ledning 61 uppvisar sålunda en O-signal, liksom även ledning 20. Därigenom frigöres åter tidstyrsystemet 5.

För att förhindra att i kopplingselementet 25 ledning 4 genast får en genomgång till ledning 38, det första ELLER-elementet 26, led- ning 39 och därigenom till ledning 58, och så att tidgivare 6 via ledning 20 genast åter bortkopplar tidstyrsystemet 5 innan via led- ning 37 genomgången till kopplingselement 25 spärrats, är i ingången till ledning 4 till kopplingselement 25 en tidfördröjning 76 inbyggd.

Tidgivaren 6 uppvisar med omkopplaren 77 en omkopplingsmöjlighet från SIMV-förfarandet till CPAP-förfarandet.

De väsentliga konstruktionsdeltajerna i den i fig 4 visade utlösaren 7 är tryckomkopplare 79 och luftningsventil 84. Tryckomkopplaren 79 uppvisar som omkopplingselement ett kopplingsmembran 80 mellan två i sig tätade tryckkammare 81, 82. ¶qK$kæmana18l ärvialedning 57 förbunden med patienten 15, och tryckkammaren 82 via ledning 83 med luftningsventil 84. Luftningsventilen 84 erhåller under inandnings- fasen en l-signal via den anslutna ledningen 41. Den styres därigenom så att ledning 83 i denna andningsfas ventileras till atmosfären 42.

Under utandningsfasen erhåller luftningsventil 84 via den anslutna ledningen 40 en l-signal. Med denna är ledning 83 förbunden med led- ning 66. Sålunda kan den.vid utlösning vid backventil 44 uppträdan- de tryckdifferensen via ledning 57 och förbindningen mellan ledning- arna 66, 83 till tryckkarmarna 81 och 82 vidarebefordras. i Rörelsen hos kopplingsmembran 80 vid en tryckdifferens i tryckkamrar- na 81 och 82 överföres via gejd 85 till hävarm 86. Hävarm 86 är sväng- bart lagrad i lager 87. Mot gejd 85 anligger fjäderstyrning 88 löst, som är fixerad på rörelseriktningens sida till kopplingsmembran 80 genom ett anslag i hus 89 och stöttad till den motsatta sidan me- 7810852-9 delst fjäder 90, Fjäder 90 är begränsad genom de axiellt ställbara och gentemot huset 89 medelst tätningsring 92 tätade kolvar 91.

Inställningen av kolvarna 91 sker genom en svängrörelse hos den med gängor försedda inställningsdelen 93.

Vid utlösning (insugning) genom patienten alstrar den vid kopplinge- membran 80 bildade tryckdifferensen en rörelse i kopplingsmemhran 80 i riktning mot tryckkammare 81. Den med kopplingsmembran 80 kopp- lade gejden 85 överför rörelsen till hävarm 86, som rör sig moturs.

Därvid inkommer den andra armen på hävarm 86 i kopplingsomrâdet för strâlmunstycke 94. En avbrytning av gasstrålen sker, som från led- ning 4 via drossel 95, via strålmunstycke 94 går in i ledning 96.

Denna avbrytning yttrar sig i en tryckändring, som i den pneumatiska förstärkaren 97 omsättes till en l-signal i ledning 98, vilken le- der till det andra ELLER-elementet 32. Via styrningen av det andra ändelementet 33 alstras därigenom i ledning 41 en 1-signal, med vil- ken ett andetag hos patienten utlöses. En därigenom åstadkommen tryckökning i ledning 13 och sålunda även i ledningarna 57 och 66, men icke i ledning 83, leder till tryckökning i tryckkammare 81.

Maden därurpå kopplingsmembran 80 resulterande kraft, som är stör- re än motkraften från fjäder 90, rör sig gejd 85 så att hävarm 86 åstadkommer en rörelse medurs. Med denna rörelse påverkas mikroom- kopplare 99, som då alstrar en 1-signal i ledning 100, vilken är ansluten till det första ELLER-elementet 26. Med genomstyrningen av det första ELLER-elementet 26 via ledning 39 till det första änd- elementet 27 uppstår i ledning 40 en l-signal. Med denna signal in- ledes utandningsfasen.

Av ovanstående beskrivning framgår att efter den med utlösaren in- ledda andningen inledes efter ett andetag utandningsfasen, och näm- ligen efter uppnående av ett vid inställningsdel 93 inställninge- bart önskat andningstryck. Utan utlösare avslutas utandningsfasen efter förloppet av den i tidreglerventil 21 inställda inandnings- fasen. ,

Claims (6)

11of'2- s ss 9 m _ Patenfkrav

1. l. Andningsapparat med en huvudventil (9) för tillförsel av and- ningsgas till en patient (15), en utandningsventil (46) för bortförsel av förbrukad gas från denna till omgivningen, ett tidstyrsystem (5) för in- och utandningsfasen förbundet med ventilerna (9,46) och uppbyggt av logiska styrelement, en patient- styrd utlösare (7) för utlösning av inandningsfasen, och med an- ordningar för tillförsel av andningsgasen enligt SIMV-förfaran- det under styrning av tiden för spontanandning, k ä n n e - t e c k n a d av att tidstyrsystemet (5) innehåller en tvångs- startanordning i utandningsfasen och är sammankopplad med ut- lösaren (7) och med en tidgivare (6) som i sin signalutgång är förbunden med en under spontanandningsfasen stängd förstyr- ventil (18) i tidstyrsystemets försörjningsledning för bestäm- ning av spontanandningsfasen, varvid det under spontanandnings- fasen urkopplade tidstyrsystemet (5) efter inkoppling genom tidgivaren (6) påbörjar andningen med utandningsfasen, som är avslutbar genom utlösaren (7), och efter den anslutande in- andningsfasen aktiverar tidgivaren och åter blir urkopplat.

2. Andningsapparat enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att tidstyrsystemet (5) tryckförsörjt består av en gren med pneumatiska kopplingselement (22,24,25) för styrning av in- andningstiden, en volym V1 (23), ett första ELLER-element (26) och ett första ändelement (27), samt en annan gren med pneumatiska kopplingselement (28,30,3l) för styrning av utandningstiden, en e volym V2 (29), ett andra ELLER-element ((32) och ett andra ändelement (33), varvid de båda ändelementen (27,33) är samman- kopplade och varvid en drossel (56) i trycktillförseln till det andra ändelementet (33) via ledningar (40,4l) utlöser signalerna för styrning av utandningsfasen.

3. Andningsapparat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att utlösaren (7), styrd via ledningar (57,66) före och efter en backventil (44) och ledningarna (40,4l) från tidstyrsystemet (5) genom separata ledningar (l00,98) påverkar ELLER-elementen (26,32) och därigenom utlöser andningsfaserna.

4. Andningsapparat enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att utlösaren (7) innehåller en tryckomkopplare (79) med två tryckkammare (8l,82) åtskilda genom ett kopplingsmembran (80), si 7810852-9 och med en hävarm (86L som är svängbart lagrad i ett lager (87) och som vid tryckändringar i tryckkamrarna (8l,82) svänger och därvid påverkar en mikroomkopplare (99) i den ena separata led- ningen (100) för tillkoppling av det första ELLER-elementet (26) och tillsluter ett strålmunstycke (94) i den'andra separata ledningen (98) för tillkoppling av det andra ELLER-elementet (32).

5. Andningsapparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att tryckomkopplarens (79) ena tryckkammare (81) är ansluten till en ledning (57) inkopplad före en backventil (44) och dess andra tryckkammare (82) genom en ledning (83) via en luftningsventil (84) styrd medelst ledningar (40,4l) är ansluten till en ledning (66) inkopplad efter backventilen (44).

6. Andningsapparat enligt krav l-5, k ä n n e t'e c k n a d av att tidgivaren (6) tryckförsörjt består av kopplingselement (89,72,73,74), en volym V3 (71) och ett kopplingselement (60), som är synkront styrt av tidstyrsystemet (5) och som blir in- kopplat sedan tiden för spontanandningen utgått.