DE102017009605A1

DE102017009605A1 - System zum Beatmen eines Patienten

Info

Publication number: DE102017009605A1
Application number: DE102017009605.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ullrich Hansmann; Karsten Hiltawsky
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CN109663192A

Abstract

Die Erfindung ist ein System zum Beatmen eines Patienten, welches ein Patientenmodul (20) sowie ein vom Patientenmodul (20) räumlich getrenntes Steuermodul (40) umfasst, wobei das Steuermodul (40) mittels einer Verbindungsleitung (42) sowie wenigstens einer Schnittstelle (64) mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen (66, 68) lösbar mit dem Patientenmodul (20) verbindbar ist, wobei mittels der Verbindungsleitung (42) zumindest ein elektrisches Signal (58, 60) und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar ist und die Steckerteile (66, 68) entsprechende Kontaktelemente (70, 72) zur Übertragung eines elektrischen Signals (58, 60) und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms umfassen, so dass das Steuermodul (20) elektrisch und/oder pneumatisch leicht vom Patientenmodul (20) getrennt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein zumindest zwei Einzelkomponenten umfassendes System zum Beatmen eines Patienten.
Vorrichtungen zum Beatmen eines Patienten sind zum Beispiel Beatmungsgeräte oder Anästhesiegeräte. Beatmungsgeräte und Anästhesiegeräte - im Folgenden zusammenfassend als Beatmungsgeräte oder einzeln als Beatmungsgerät bezeichnet - werden dazu genutzt, Patienten, die entweder gar nicht selbständig atmen können oder Hilfe beim Atmen benötigen, Atemluft bereitzustellen. Dazu tragen die Patienten eine Gesichtsmaske, welche Mund und Nase abdeckt, oder einen Tubus, der in den Rachenraum und die Luftröhre des Patienten eingeführt ist. Die Gesichtsmaske oder der Tubus sind über zumindest einen Beatmungsschlauch mit dem Beatmungsgerät verbunden.
Bei einem System der eingangs genannten Art mit zumindest zwei unabhängigen, also separierbaren Einzelkomponenten ist zwischen diesen eine Verbindung zur Weiterleitung elektrischer Energie, zur Weiterleitung von Sensor- oder Steuersignalen und/oder zur pneumatischen Kopplung der Einzelkomponenten notwendig.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System mit einer besonders einfachen und leicht zu handhabenden Form einer solchen Verbindung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Systems zum Beatmen eines Patienten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei das System als voneinander räumlich getrennte Einzelkomponenten einerseits eine im Folgenden als Patientenmodul bezeichnete Einheit und andererseits eine im Folgenden als Steuermodul bezeichnete und zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls bestimmte Einheit umfasst. Bei einem derartigen System ist vorgesehen, dass das Steuermodul mittels einer Verbindungsleitung sowie wenigstens einer Schnittstelle mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen lösbar mit dem Patientenmodul verbindbar ist, zum Beatmen eines Patienten mit dem Patientenmodul verbunden wird und beim Beatmen eines Patienten mit dem Patientenmodul verbunden ist. Mittels der Verbindungsleitung ist zumindest ein elektrisches Signal und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar. Die Steckerteile der oder jeder Schnittstelle weisen entsprechende Kontaktelemente auf, also Kontaktelemente zur Übertragung eines elektrischen Signals und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms.
Der Vorteil der hier vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass das Patientenmodul mittels genau einer Verbindungsleitung elektrisch und/oder pneumatisch mit dem Steuermodul verbindbar ist und beim Betrieb verbunden ist. Nach dem Abschluss einer Beatmung eines Patienten kann das Steuermodul leicht vom Patientenmodul getrennt werden, indem die Verbindungsleitung gelöst wird. Das Steuermodul kann dann zum Beispiel mit einem anderen Patientenmodul verwendet werden, indem das Steuermodul mittels der Verbindungsleitung oder einer anderen Verbindungsleitung an das andere Patientenmodul angeschlossen wird. Das bisher verwendete Patientenmodul kann zum Beispiel entsorgt oder für eine spätere Wiederverwendung aufbereitet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgestellten Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen innerhalb der Ansprüche weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des in Bezug genommenen Anspruchs durch die Merkmale des jeweiligen abhängigen Anspruchs hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale oder Merkmalskombinationen eines abhängigen Anspruchs zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche sowie der Beschreibung bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem abhängigen Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen sowie einer allgemeineren Ausführungsform des gegenständlichen Systems nicht vorhanden ist. Jede Bezugnahme in der Beschreibung auf Aspekte abhängiger Ansprüche ist demnach auch ohne speziellen Hinweis ausdrücklich als Beschreibung optionaler Merkmale zu lesen.
Bei einer Ausführungsform des Systems ist die Verbindungsleitung an einer dem Patientenmodul räumlich zugeordneten Schnittstelle und/oder an einer dem Steuermodul räumlich zugeordneten Schnittstelle anschließbar. Räumlich zugeordnet meint dabei, dass sich die Schnittstelle am Patientenmodul bzw. am Steuermodul befindet oder jedenfalls in unmittelbarer räumlicher Nähe zum Patientenmodul bzw. zum Steuermodul. Bei einer solchen Schnittstellenposition kann die Leitung am oder nahe beim Patientenmodul bzw. am oder nahe beim Steuermodul vom Patientenmodul bzw. vom Steuermodul gelöst werden. Wenn sich am oder nahe beim Patientenmodul sowie am oder nahe beim Steuermodul jeweils eine Schnittstelle befindet, kann die Leitung komplett vom Patientenmodul und vom Steuermodul getrennt werden.
Bei einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform des Systems ist die Verbindungsleitung an einer zwischen Patientenmodul und Steuermodul befindlichen Schnittstelle, zum Beispiel an einer etwa mittig zwischen Patientenmodul und Steuermodul befindlichen Schnittstelle, auftrennbar. Auch dies gewährleistet, dass das Steuermodul einfach und unkompliziert vom Patientenmodul getrennt werden kann und dass das Steuermodul ebenso einfach und unkompliziert elektrisch und/oder pneumatisch wieder mit dem Patientenmodul oder einem anderen Patientenmodul verbunden werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst die Verbindungsleitung eine Pneumatikleitung, mittels derer eine Druckquelle pneumatisch an das Patientenmodul ankoppelbar ist, insbesondere an ein vom Patientenmodul umfasstes Inspirationsventil. Die von der Verbindungsleitung umfasste Pneumatikleitung fungiert beim Betrieb des Systems als Inspirationsschlauch. Mittels der von der Verbindungsleitung umfassten und als Inspirationsschlauch fungierenden Pneumatikleitung sowie über die oder jede Schnittstelle hinweg ist ein Gasvolumenstrom von der Druckquelle zum Patientenmodul leitbar. Indem die Verbindungsleitung auch eine solche als Inspirationsschlauch fungierende Pneumatikleitung umfasst, ist durch das Verbinden des Steuermoduls mit dem Patientenmodul mittels der Verbindungsleitung das Patientenmodul auch pneumatisch an die Druckquelle, zum Beispiel eine Druckgasflasche oder dergleichen, angekoppelt.
Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform des Systems umfasst das Steuermodul die Druckquelle. Dann ist das System von einer externen Druckquelle unabhängig, umfasst lediglich das Patientenmodul, das Steuermodul sowie die Verbindungsleitung zwischen Patientenmodul und Steuermodul und ist unmittelbar mit dem Verbinden des Patientenmoduls mit dem Steuermodul mittels der Verbindungsleitung betriebsbereit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Systems umfasst das Patientenmodul zumindest eine Ventilanordnung mit einem von der Ventilanordnung getrennten und im Steuermodul befindlichen Ventilantrieb, wobei die Verbindungsleitung jeweils eine den oder jeden Ventilantrieb mit seiner Ventilanordnung verbindende Pneumatikleitung umfasst und mittels der zumindest einen Pneumatikleitung sowie über die oder jede Schnittstelle hinweg ein pneumatisches Potential von einem Ventilantrieb an dessen Ventilanordnung übermittelbar ist. Bei einem solchen System bleibt bei einer eventuell notwendigen Entsorgung des Patientenmoduls der oder jeder Ventilantrieb erhalten und steht im Steuermodul zur Verwendung mit einem anderen Patientenmodul zur Verfügung. Dies ist ökonomisch und vermeidet auch eine grundsätzlich unnötige Entsorgung des Ventilantriebs und der davon umfassten Bestandteile. Auch ein solches System ist einfach und unkompliziert verwendbar, indem jede Pneumatikleitung, welche den oder jeden vom Steuermodul umfassten Ventilantrieb an jeweils eine Ventilanordnung im Patientenmodul ankoppelt, von der Verbindungsleitung umfasst ist und demnach beim Verbinden des Steuermoduls mit dem Patientenmodul auch jede notwendige pneumatische Verbindung zwischen einer Ventilanordnung und einem zu deren Antrieb vorgesehenen Ventilantrieb herstellbar ist und hergestellt wird.
Bei einer Ausführungsform des Systems umfasst das Patientenmodul, welches eine Druckquelle strömungsmäßig an eine mit den Atemwegen eines Patienten verbindbare Patientenschnittstelle koppelt und lösbar mit der Patientenschnittstelle verbindbar ist, entweder genau eine als Exspirationsventil fungierende, spezielle Ventilanordnung oder zum einen eine als Inspirationsventil sowie zum anderen eine als Exspirationsventil fungierende, spezielle Ventilanordnung. Die oder jede Ventilanordnung umfasst einen Ventilantrieb, eine Druckkammer sowie eine Steuerdruckkammer und der Ventilantrieb ist zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer fluidkommunizierend mit der Steuerdruckkammer verbunden. Als Ventilantrieb fungiert eine Piezopumpe, welche vorzugsweise hochfrequent betreibbar ist. Die Piezopumpe wirkt auf ein Verschlusselement und ein Membranelement, wobei das Membranelement und das Verschlusselement die Steuerdruckkammer von der Druckkammer trennen. Das Verschlusselement (die Position des Verschlusselements) ist über das Membranelement mittels des Steuerdrucks steuerbar und mittels des Verschlusselements kann eine erste Öffnung der Druckkammer geöffnet und verschlossen werden, so dass sich die Ventilfunktion ergibt. Mittels des Ventilantriebs und des damit beim Betrieb erzeugten Steuerdrucks lässt sich der Zustand der Ventilanordnung schnell und exakt einstellen.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung / des Patientenmoduls ist als Inspirationsventil eine Ventilanordnung mit Hinterdrucksteuerung vorgesehen. Dann umfasst die Ventilanordnung (das Inspirationsventil) eine zum Ventilantrieb gehörende Verbindungskammer sowie ein die Verbindungskammer fluidkommunizierend mit einem ausgangsseitigen Anschlussleitungselement verbindendes Abzweigleitungselement. Je nach Strömungsrichtung fungiert eines der beiden Anschlussleitungselemente der Ventilanordnung als Ausgang oder ausgangsseitiges Anschlussleitungselement. Mittels des Abzweigleitungselements erfolgt ein Druckausgleich zwischen der Steuerkammer und dem ausgangsseitigen Anschlussleitungselement. Dies erhält den vollständigen Arbeitsbereich (Druckbereich) des Ventilantriebs, während ohne einen solchen Druckausgleich der vom Ventilantrieb auf die Membran (Membranelement und Verschlusselement) ausgeübte Druck auch den jeweiligen Hinterdruck überwinden müsste.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand führen.
Es zeigen:

1 eine Patientenlunge, eine zur Beatmung des Patienten vorgesehene Druckquelle, ein nahe am Patienten befindliches Patientenmodul und eine zum Anschluss des Patientenmoduls an die Atemwege des Patienten bestimmte Patientenschnittstelle,
2 das Patientenmodul mit weiteren Einzelheiten, nämlich zumindest einer von dem Patientenmodul umfassten Ventilanordnung,
3 eine Ausführungsform einer von dem Patientenmodul umfassten Ventilanordnung,
4 eine Ausführungsform eines Ventilantriebs einer Ventilanordnung,
5 eine alternative Ausführungsform einer Ventilanordnung gemäß 3,
6 eine weitere alternative Ausführungsform einer Ventilanordnung gemäß 3 mit einem räumlich von den sonstigen Elementen der Ventilanordnung entfernt anordenbaren Ventilantrieb,
7 ein Membranelement und ein dem Membranelement zugeordnetes Verschlusselement sowie die auf die unterschiedlichen Seiten (Unter- oder Oberseite) und Abschnitte (Membranelement oder Verschlusselement) wirkenden Drücke,
8 das Patientenmodul, die Patientenschnittstelle und ein dem Patientenmodul zugeordnetes Steuermodul in einer vom Patienten getragenen Konfiguration,
9, 10, 11 und 12 unterschiedliche Konfigurationen des Patientenmoduls und des Steuermoduls,
13 und 14 unterschiedliche Konfigurationen einer Verbindungsleitung zwischen dem Patientenmodul und dem Steuermodul sowie
15 eine Schnittstelle an der Verbindungsleitung oder in der Verbindungsleitung zwischen Patientenmodul und Steuermodul.

Die Darstellung in 1 zeigt - schematisch stark vereinfacht - die Lunge eines Patienten (Patientenlunge 10) und eine Druckquelle 12 zur Beatmung des Patienten, zum Beispiel eine Druckgasflasche, ein Verdichter, insbesondere ein Radialverdichter, oder ein Wandauslass eines medizinischen Druckluftsystems, zum Beispiel in einem Krankenhaus. Die Druckquelle 12 ist vorzugsweise eine Konstantdruckquelle 12. Eine Konstantdruckquelle 12 ist beispielsweise eine Gasflasche, eine Gasfördereinheit zur Bereitstellung eines konstanten Gasdrucks oder eine Gasversorgungseinheit wie z.B. eine Wandversorgungseinheit in einem Krankenhaus.
Die Druckquelle 12 ist mittelbar mittels einer als Kopplungsvorrichtung fungierenden Patientenschnittstelle 14 sowie mittels einer als Inspirationsschlauch 16 fungierenden Pneumatikleitung mit den Atemwegen des Patienten und der Patientenlunge 10 verbunden. Über den Inspirationsschlauch 16 wird Atemgas zum Patienten verlagert. Ausgeatmetes Atemgas fließt über einen einseitig zum Umgebungsdruck offenen Exspirationsschlauch 18 ab. Die Pfeile am Inspirationsschlauch 16 und am Exspirationsschlauch 18 veranschaulichen die im Betrieb resultierende Richtung des Volumenstroms (Atemgasvolumenstrom).
Nahe am Patienten, zum Beispiel vom Patienten selbst getragen, befindet sich ein mit der Patientenschnittstelle 14 zumindest pneumatisch verbundenes Patientenmodul 20, an welches die Beatmungsschläuche 16, 18 (Inspirationsschlauch 16, Exspirationsschlauch 18) angeschlossen sind. Bei der Patientenschnittstelle 14 kann es sich um eine zur Beatmung eines Patienten vorgesehene sogenannte Gesichtsmaske (siehe 2) oder dergleichen handeln. Alternativ kann es sich bei der Patientenschnittstelle 14 auch um einen in der Darstellung in 1 gezeigten sogenannten Tubus 22 (Endotrachealtubus) eine Endotrachealkanüle handeln.
Die Darstellung in 2 zeigt - weiterhin schematisch stark vereinfacht - eine Ausführungsform des Patientenmoduls 20 mit weiteren Einzelheiten. Danach umfasst das Patientenmodul 20 eine Sensorik 24, welche zumindest einen Sensor, zum Beispiel einen Drucksensor und/oder einen Flowsensor, umfasst. Als Sensorik 24 kann auch eine verteilte Sensorik 24 fungieren und wie weiter unten ausgeführt kann sich die Sensorik 24 auch außerhalb des Patientenmoduls 20 befinden. Innerhalb des Patientenmoduls 20 sind dem Ende des Inspirationsschlauchs 16 und dem Ende des Exspirationsschlauchs 18 jeweils ein Ventil 26, 28 (Inspirationsventil 26, Exspirationsventil 28) zugeordnet. Beide Ventile 26, 28 sind gleich oder zumindest gleichartig ausgeführt und die nachfolgend erörterten Darstellungen befassen sich mit möglichen Ausführungsformen dieser Ventile 26, 28. Das Inspirationsventil 26 ist grundsätzlich optional. Bei einer Ausführungsform ohne Inspirationsventil 26 wird der inspiratorische Druck und dessen Änderung während der inspiratorischen Phase durch eine Ansteuerung des Exspirationsventils 28 eingestellt und dabei zum Erhalt des gewünschten Druckverlaufs zum Beispiel das Patientenmodul 20 gewissermaßen gesteuert zur Umgebung geöffnet.
Die Darstellungen in 3 (3a, 3b) und 5 (5a bis 5d) zeigen eine als pneumatische Steuervorrichtung fungierende Ventilanordnung 30. Die Ventilanordnung 30 gemäß 3 kommt als Inspirationsventil 26 und als Exspirationsventil 28 in Betracht. Die Ventilanordnung 30 gemäß 5 kommt ebenfalls als Inspirationsventil 26 in Betracht. Jede Ventilanordnung 30 umfasst ein Gehäuse 32 und eine mit dem Gehäuse 32 verbundene und als Ventilantrieb 34 fungierende Pumpvorrichtung. Als Pumpvorrichtung / Ventilantrieb 34 fungiert eine Piezopumpe. Die Pumpvorrichtung / die Piezopumpe ist vorzugsweise in zwei Richtungen durchströmbar und ist somit eine Zwei-Wege-Pumpe.
Eine Ventilanordnung 30 kann mehr als einen Ventilantrieb 34 (Pumpvorrichtung / Piezopumpe) aufweisen. Die Piezopumpen können dabei als Stack aus in Reihe geschalteten Piezopumpen ausgebildet sein. Mittels der Stackbildung können die Pumpendrücke mehrerer Piezopumpen zusammengefasst werden. Alternativ können mehrere parallel geschaltete Piezopumpen in der Ventilanordnung 30 vorhanden sein.
4 (4a, 4b) zeigt den Ventilantrieb 34 mit weiteren Details. Danach weist der Ventilantrieb 34 eine erste Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 und eine zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 auf, die durch einen Zwei-Wege-Kanal 106 verbunden sind. Der Zwei-Wege-Kanal 106 verläuft zwischen einem Außengehäuse 108 und einem Innengehäuse 110. Die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 ist im Außengehäuse 108 gebildet. Die erste Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 ergibt sich aufgrund eines Abstands zwischen einem Rand des Außengehäuses 108 und dem angrenzenden Innengehäuse 110. Das Innengehäuse 110 ist mittels einer Abdeckplatte 112 verschlossen.
In dem Zwei-Wege-Kanal 106 ist im Innengehäuse 110 eine Pumpöffnung 114 angeordnet, die den Zwei-Wege-Kanal 106 mit einer Pumpenkammer 116 verbindet. In der Pumpenkammer 116 sind ein Piezoelement 118 und ein Pumpenmembranelement 120 angeordnet. Das Pumpenmembranelement 120 ist einerseits mit dem Piezoelement 118 und andererseits - über flexible Verbindungselemente 122 - mit dem Innengehäuse 110 verbunden. Das Piezoelement 118 wird mittels eines Wechselspannungsgenerators 124 in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise mit alternierenden elektrischen Spannungen beaufschlagt. Diese bewirken eine spannungsinduzierte Verformung des Piezoelements 118 und diese Verformung führt zu einer gesteuerten Schwingung des Pumpenmembranelements 120. Aufgrund einer mittels des Wechselspannungsgenerators 124 abgegebenen hochfrequenten Wechselspannung schwingt das Pumpenmembranelement 120 in der Pumpenkammer 116 mit einer Frequenz, welche vorzugsweise hoch ist, und im Ergebnis werden Pumpstöße durch die resultierende Volumenänderung der Pumpenkammer 116 erzeugt (Funktion der als Ventilantrieb 34 fungierenden Piezopumpe als Hochfrequenzpumpe). Diese Pumpstöße können durch die Pumpöffnung 114 in den Zwei-Wege-Kanal 106 hinein wirken und bewirken eine Strömung eines jeweiligen Fluids, zum Beispiel Luft, durch die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104.
Die Strömung durch die Pumpöffnung 114, die aus der Pumpenkammer 116 hinaus gerichtet ist, ist auf die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 gerichtet. D.h., dass ein Pumpstoß, der durch eine Verkleinerung des Volumens der Pumpenkammer 116 erzeugt wird, durch die Pumpöffnung 114 direkt auf die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 gerichtet wird. In diesem Fall reißt die Strömung zwischen der Pumpöffnung 114 und der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 das Fluid im Zwei-Wege-Kanal 106 mit, sodass eine Strömung von der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 zur zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 erzeugt wird. Bei einer Vergrößerung des Volumens der Pumpenkammer 116 wird das Fluid von dem Zwei-Wege-Kanal 106 durch die Pumpöffnung 114 in die Pumpenkammer 116 gesogen. In diesem Fall wird das Fluid aus dem Zwei-Wege-Kanal 106 in die Pumpenkammer 116 gesogen.
Die Pumpöffnung 114 ist dabei so weit von der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 entfernt angeordnet, dass nur ein geringer Anteil an Fluid durch die zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 in den Zwei-Wege-Kanal 106 durch die Pumpöffnung 114 in die Pumpenkammer 116 fließt. Der größere Teil des Fluids wird aus der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 durch den Zwei-Wege-Kanal 106 und die Pumpöffnung 114 in die Pumpenkammer 116 gesaugt. Wenn der Ventilantrieb (Piezopumpe) 34 ausgeschaltet ist, ist in dem Zwei-Wege-Kanal 106 keine gerichtete Strömung vorhanden. Vielmehr besteht dann zwischen der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 und der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 ein freier Strömungsweg durch den Zwei-Wege-Kanal 106, der in beide Richtungen gerichtet sein kann. Es kann somit zwischen der ersten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 102 und der zweiten Zwei-Wege-Durchlassöffnung 104 ein Druckausgleich stattfinden. Daher wird kein Entlastungsventil oder dergleichen benötigt.
Bei der Ausführungsform der Ventilanordnung 30 gemäß 3a ist der Ventilantrieb 34 ausgebildet und angeordnet, um Luft von der Umgebung in eine Steuerdruckkammer 130 im Innern des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 zu pumpen. Folglich wird mittels des Ventilantriebs 34 eine Druckerhöhung in der Steuerdruckkammer 130 erzeugt. Der unterhalb des Ventilantriebs 34 vertikal nach unten weisende Pfeil zeigt dabei die Steuerflussrichtung an, mit der eine Fluidströmung vom Ventilantrieb 34 weg (aus der Piezopumpe heraus) dargestellt wird. Der Ventilantrieb 34 ist mit der Steuerdruckkammer 130 fluidkommunizierend zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer 130 verbunden.
Ein Membranelement 132 bildet zusammen mit einem Verschlusselement 134 eine elastisch bewegliche Wand der Steuerdruckkammer 130. Das Membranelement 132 ist mit dem Verschlusselement 134 verbunden, insbesondere einstückig mit dem Verschlusselement 134 verbunden. Das Verschlusselement 134 ist dazu ausgebildet, eine erste Öffnung 136 einer im Innern des Gehäuses 32 gebildeten Druckkammer 138 zu verschließen oder zu öffnen. Das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134 unterteilen das Innere des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 und grenzen die Steuerdruckkammer 130 von der Druckkammer 138 ab. Die erste Öffnung 136 kann einen Durchmesser von 1 mm bis 10 mm haben. Der gewählte Durchmesser der ersten Öffnung 136 hängt von dem Vordruck ab, mit dem die pneumatische Ventilanordnung 30 arbeitet.
Bei der in 3a gezeigten Situation wird aufgrund eines erhöhten Drucks in der Steuerdruckkammer 130 das Membranelement 132 hin zu der Öffnung 136 ausgelenkt. Dabei wird das Verschlusselement 134 auf die erste Öffnung 136 gedrückt und die erste Öffnung 136 wird verschlossen. Bei der in 3b gezeigten Situation ist das Membranelement 132 in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt und die erste Öffnung 136 ist offen.
Wenn die Ventilanordnung 30 gemäß 3 als Inspirationsventil 26 in einem Patientenmodul 20 (2) fungiert, ist zum Beispiel an ein erstes Anschlussleitungselement 140, an dessen Ende sich im Innern des Gehäuses 32 die erste Öffnung 136 befindet, die Druckquelle 12 (1) angeschlossen. Der aufgrund der Druckquelle 12 resultierende Volumenstrom wird durch den unterhalb des Anschlussleitungselements 140 gezeigten und vertikal nach oben weisenden Pfeil, der die Pumpenflussrichtung kennzeichnet, dargestellt. Der durch die Druckquelle 12 erzeugte Druck an der ersten Öffnung 136 reicht möglicherweise nicht aus, um den mittels des Ventilantriebs 34 erzeugten Druck in der Steuerdruckkammer 130 zu kompensieren. Entsprechend verschließt das Verschlusselement 134 die erste Öffnung 136 so lange, bis mittels des Ventilantriebs 34 in der Steuerdruckkammer 130 ein Steuerdruck erzeugt wird, dessen Kraft auf das Membranelement 132 kleiner ist als die Kraft, die aufgrund der Druckquelle 12 auf das Membranelement 132 wirkt.
Die Druckkammer 138 weist weiter eine zweite Öffnung 142 auf, an welche ein zweites Anschlussleitungselement 144 anschließt. Das zweite Anschlussleitungselement 144 fungiert als Auslass hin zu einem Patienten oder der Patientenschnittstelle 10 (1) - bei einer Funktion als Inspirationsventil 26 - oder hin zur Umgebung - bei einer Funktion als Exspirationsventil 28 - sein. Solange das Verschlusselement 134 die erste Öffnung 136 verschließt, fließt kein Fluid durch die zweite Öffnung 142.
Die Darstellung in 3b zeigt eine Situation, wie sie sich bei einem ausgeschalteten Ventilantrieb 34 ergibt. Der Ventilantrieb 34 (die Piezopumpe) bildet dabei eine offene fluidkommunizierende Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 130 und der Umgebung. D.h., dass zwischen der Steuerdruckkammer 130 und der Umgebung ein Druckausgleich stattfindet, sodass in der Steuerdruckkammer 130 Umgebungsdruck herrscht. Der Druck im ersten Anschlussleitungselement 140 ist - zum Beispiel aufgrund einer angeschlossenen Druckquelle 12 (1) - nun größer als der Druck in der Steuerdruckkammer 130, der auf das Membranelement 132 wirkt. Daher wird das Membranelement 132 mit dem Verschlusselement 134 in die Steuerdruckkammer 130 hineingedrückt, sodass das Verschlusselement 134 die erste Öffnung 136 öffnet. Dann sind die erste Öffnung 136 und die zweite Öffnung 142 über die Druckkammer 138 fluidkommunizierend miteinander verbunden, sodass ein Fluid von der ersten Öffnung 136 zu der zweiten Öffnung 142 (und vom ersten Anschlussleitungselement 140 in das zweite Anschlussleitungselement 144) strömen kann. Der resultierende Volumenstrom ist durch den neben dem zweiten Anschlussleitungselement 144 gezeigten Pfeil veranschaulicht, welcher die Durchlassflussrichtung darstellt. Die pneumatische Ventilanordnung 30 ist nun geöffnet.
Die pneumatische Ventilanordnung 30 gemäß 3 (3a, 3b) und 5 (5a, 5b; 5c, 5d) kann als Proportionalventil fungieren. Je nachdem wie stark der Ventilantrieb 34 pumpt, d.h. wie groß der Druck in der Steuerdruckkammer 130 ist, kann der Abstand zwischen dem Verschlusselement 134 und der ersten Öffnung 136 gesteuert werden. Bei kleinen Abständen kann nur ein geringer Fluidstrom von der ersten Öffnung 136 zu der zweiten Öffnung 142 fließen. Bei großem Abstand, d.h. bei einem kleinen Steuerdruck, kann ein großer Fluidstrom zwischen der ersten Öffnung 136 und der zweiten Öffnung 142 fließen. Bei einer Funktion als Proportionalventil wird der Druckwiderstand an der ersten Öffnung 136 konstant gehalten.
Die Darstellungen in 5 (5a, 5b sowie 5c, 5d) zeigen eine spezielle Ausführungsform der Ventilanordnung 30 nach 3. Diese Ventilanordnung 30 kann in dem Patientenmodul 20 (2) als Inspirationsventil 26 eingesetzt werden und wird in Abhängigkeit vom Hinterdruck gesteuert. Dabei ist der Hinterdruck derjenige Druck, der sich bei dem aus der pneumatischen Ventilanordnung 30 herausfließenden Fluid einstellt. Dementsprechend ist der Vordruck der Druck, der sich beim Hineinfließen in die pneumatische Ventilanordnung 30 einstellt. Wenn - wie in 5b dargestellt - bei geöffnetem Verschlusselement 134 das Fluid von der zweiten Öffnung 142 zu der ersten Öffnung 136 fließt, herrscht an der zweiten Öffnung 142 und der mit der zweiten Öffnung 142 verbundenen Druckkammer 138 der Vordruckzustand. An der ersten Öffnung 136 und dem damit verbundenen ersten Anschlussleitungselement 140 herrscht entsprechend der Hinterdruck.
Die Ausführungsformen gemäß 5 umfassen zunächst die gleichen Elemente wie die Ausführungsform nach 3, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Bezüglich der Strömungsrichtung durch die Ventilanordnung 30 gemäß 5a, 5b ist eine im Vergleich zu der Strömungsrichtung durch die Ventilanordnung 30 gemäß 3 umgekehrte Strömungsrichtung vorgesehen. Demgemäß kann an dem zweiten Anschlussleitungselement 144 die Druckquelle 12 (1) und an dem ersten Anschlussleitungselement 140 zumindest mittelbar die Patientenschnittstelle 10 (1) angeschlossen sein oder werden.
Zusätzlich zu der Ausführungsform gemäß 3 umfasst die Ausführungsform gemäß 5 eine zum Ventilantrieb 34 gehörende Verbindungskammer 146 und ein als Abzweig- oder Verbindungsleitung fungierendes Abzweigleitungselement 148. Aus der Verbindungskammer 146 wird beim Betrieb der Ventilanordnung 30 bei einem Pumpvorgang ein Fluid entnommen und mittels des Ventilantriebs (Piezopumpe) 34 in die Steuerdruckkammer 130 gepumpt.
Weiter ist die Verbindungskammer 146 fluidkommunizierend über das Abzweigleitungselement 148 mit dem ersten Anschlussleitungselement 140 verbunden. Über das Abzweigleitungselement 148 kann damit ein Druckausgleich zwischen dem ersten Anschlussleitungselement 140 sowie der ersten Öffnung 136 und der Verbindungskammer 146 stattfinden. In der Verbindungskammer 146 herrscht damit der Hinterdruck.
Wenn und solange der Ventilantrieb 34 eingeschaltet ist, herrscht in der Steuerdruckkammer 130 ein höherer Druck als in der Druckkammer 138 und an der ersten Öffnung 136. Daher wird das Membranelement 132 mit dem Verschlusselement 134 auf die erste Öffnung 136 gedrückt und verschließt die erste Öffnung 136. Ein Volumenstrom von der (eingangsseitigen) zweiten Öffnung 142 zur (ausgangsseitigen) ersten Öffnung 136 ist nicht möglich und ein eventueller vorheriger Volumenstrom wird unterbrochen,
Sobald der Ventilantrieb 34 ausgeschaltet ist, ergibt sich zwischen der Steuerdruckkammer 130 und der Verbindungskammer 146 eine offene fluidkommunizierende Verbindung (über den Zwei-Wege-Kanal 106; 3). Zwischen der Verbindungskammer 146 und der Steuerdruckkammer 130 kann damit ein Druckausgleich stattfinden, sodass sich in der Steuerdruckkammer 130 der Hinterdruck einstellt. Damit herrscht in der Steuerdruckkammer 130 der gleiche Druck wie an der ersten Öffnung 136 und wie am ersten Anschlussleitungselement 140.
Da der Vordruck in der Druckkammer 138 aufgrund der am zweiten Anschlussleitungselement 144 angeschlossenen Druckquelle 12 größer ist als der Hinterdruck, wird das Membranelement 132 mit dem Verschlusselement 134 in die Steuerdruckkammer 130 hineingedrückt (von der ersten Öffnung 136 weg). Das Verschlusselement 134 wird damit in den Öffnungszustand versetzt, sodass die erste Öffnung 136 geöffnet ist. Damit kann zwischen der (eingangsseitigen) zweiten Öffnung 142 und der (ausgangsseitigen) ersten Öffnung 136 ein Fluid strömen. Bei einer Funktion als Inspirationsventil 26 in einem Patientenmodul 20 gemäß 2 ist an das zur zweiten Öffnung 142 führende zweite Anschlussleitungselement 144 die Druckquelle 12 angeschlossen und das an die erste Öffnung 136 anschließende erste Anschlussleitungselement 140 ist zum Beispiel zum Innern des Patientenmoduls 20 und damit mittelbar zur Patientenschnittstelle 10 und den Atemwegen des Patienten offen oder an die Patientenschnittstelle 10 angeschlossen.
In 5b ist ein Betriebszustand der Ventilanordnung 30 dargestellt, bei welchem der Ventilantrieb 34 einen Druck erzeugt, welcher gemeinsam mit dem Hinterdruck einen Druck in der Steuerdruckkammer 130 erzeugt, welcher bewirkt, dass das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134 von der ersten Öffnung 136 weg ausgelenkt werden, so dass ein Volumenstrom von der zweiten Öffnung 142 hin zu der ersten Öffnung 136 möglich ist. Die Ansteuerung der Ventilanordnung 30 erfolgt also hinterdruckabhängig.
Die Ventilanordnung 30 gemäß 5a, 5b stellt damit einen hinterdruckgesteuerten Druckwiderstand dar (die Ventilanordnung 30 ist ein hinterdruckgesteuerter Druckwiderstand / fungiert als hinterdruckgesteuerter Druckwiderstand). Beim Betrieb der Ventilanordnung 30 werden der Öffnungszustand des Verschlusselements 134 und der Abstand zwischen dem Verschlusselement 134 und der ersten Öffnung 136 abhängig vom Hinterdruck gesteuert. Je nach Größe des Hinterdrucks kann der Ventilantrieb (Piezopumpe) 34 nur ein bestimmtes Volumen in die Steuerdruckkammer 130 pumpen. Wenn ein geringer Hinterdruck herrscht, wird auch der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 130 geringer ausfallen als wenn ein höherer Hinterdruck herrschen würde. Bei einem geringeren Hinterdruck wird damit der Abstand zwischen dem Verschlusselement 134 und der ersten Öffnung 136 erhöht, da das Membranelement 132 durch den geringeren Steuerdruck, der aus dem geringeren Hinterdruck resultiert, tiefer in die Steuerdruckkammer 130 hineingedrückt wird als bei einem höheren Hinterdruck.
Die Darstellungen in 5c, 5d zeigen eine weitere hinterdruckgesteuerte Ausführungsform der Ventilanordnung 30. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 5a, 5b ist bei einer solchen (als Inspirationsventil 26 fungierenden) Ventilanordnung 30 die Druckquelle14 am ersten Anschlussleitungselement 140 angeschlossen und das zweite Anschlussleitungselement 144 ist zur Patientenschnittstelle 14 (1) hin offen oder ist (über ein Y-Stück) an die Patientenschnittstelle 14 (1) angeschlossen oder anschließbar. Bei dieser Ausführungsform fungiert demnach das erste Anschlussleitungselement 140 als Eingang und das zweite Anschlussleitungselement 144 als Ausgang, wie dies auch durch die beiden Pfeile in der Darstellung in 5d angedeutet ist. Bei der in 5d gezeigten Situation ist ein Volumenstrom durch die Ventilanordnung 30 vom (eingangsseitigen) ersten Anschlussleitungselement 140 zum (ausgangsseitigen) zweiten Anschlussleitungselement 144 möglich und es erfolgt auch hierbei eine Hinterdrucksteuerung mittels des patientenseitigen (ausgangsseitigen) Drucks.
Für alle gezeigten Ventilanordnungen 30 (3, 5) gilt, dass der Ventilantrieb 34 sich entweder - wie gezeigt - innerhalb des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 befindet oder alternativ auch außerhalb des Gehäuses 32 und damit räumlich getrennt von den restlichen Komponenten der Ventilanordnung 30 platzierbar ist. Dann ist - wie dies die Darstellung in 6 auf Basis der Darstellung in 3a und in schematisch stark vereinfachter Form zeigt - der Ventilantrieb 34 mittels einer Pneumatikleitung 36 in Form eines Schlauchs oder dergleichen an das Gehäuse 32 der Ventilanordnung 30 angeschlossen und der Ventilantrieb 34 an die Steuerdruckkammer 130 angekoppelt. Auch dann ist der Ventilantrieb 34 zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer 130 fluidkommunizierend mit der Steuerdruckkammer 130 verbunden. Für die Ausführungsformen gemäß 5 gilt dies entsprechend, wobei der Ventilantrieb 34 dann in einem eigenen Gehäuse (nicht gezeigt) angeordnet ist, dessen Inneres als Verbindungskammer 146 fungiert, und wobei das Abzweigleitungselement 148 zum Beispiel in Form eines weiteren Schlauchs oder dergleichen einseitig in die Verbindungskammer 146 mündet.
7 (7a bis 7e) zeigt das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134. Im Interesse einer besseren Übersicht sind die Bezugsziffern nur in der Darstellung in 7a eingetragen. Das Membranelement 132 und das Verschlusselement 134 befinden sich im Innern des Gehäuses 32 der Ventilanordnung 30 und trennen die Steuerdruckkammer 130 von der Druckkammer 138.
Die Darstellung in 7b zeigt die steuerdruckkammerseitige (Steuerdruckkammer 130) Oberfläche des Membranelements 132 (außen) und des Verschlusselements 134 (innen) der Ventilanordnung 30 in 5a, 5b. Hier liegt sowohl in einem äußeren Bereich, also am Membranelement 132, wie auch in einem inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der Steuerdruck Ps aus der Steuerdruckkammer 130 an. Die Darstellung in 7c zeigt die andere, also die druckkammerseitige (Druckkammer 138) Oberfläche des Membranelements 132 und des Verschlusselements 134 der Ventilanordnung 30 in 5a, 5b. An dieser Seite der Oberfläche liegt im äußeren Bereich, also am Membranelement 132, der Druck der an das zweite Anschlussleitungselement 144 angeschlossenen Druckquelle P_Q und im inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der patientenseitige Druck P_P an.
Die Darstellung in 7d zeigt die steuerdruckkammerseitige Oberfläche des Membranelements 132 und des Verschlusselements 134 der Ventilanordnung 30 in 5c, 5d. Hier liegt sowohl in einem äußeren Bereich, also am Membranelement 132, wie auch in einem inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der Steuerdruck Ps aus der Steuerdruckkammer 130 an. Die Darstellung in 7e zeigt die druckkammerseitige Oberfläche des Membranelements 132 und des Verschlusselements 134 der Ventilanordnung 30 in 5c, 5d. An dieser Seite der Oberfläche liegt im äußeren Bereich, also am Membranelement 132, der patientenseitige Druck P_P und im inneren Bereich, also am Verschlusselement 134, der Druck der an das zweite Anschlussleitungselement 144 angeschlossenen Druckquelle P_Q an.
Bei einem Patientenmodul 20 gemäß 2 umfasst dieses zwei Ventilanordnungen 30, nämlich eine erste, als Inspirationsventil 26 fungierende Ventilanordnung 30 und eine zweite, als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30, wobei ein jeweils zugehöriger Ventilantrieb 34 entweder ebenfalls im Innern des Patientenmoduls 20 oder auch außerhalb des Patientenmoduls 20 angeordnet ist.
Bei einer als Inspirationsventil 26 fungierenden Ventilanordnung 30 gemäß 3 ist der von der Druckquelle 12 kommende Inspirationsschlauch 16 an das erste Anschlussleitungselement 140 angeschlossen und das zweite Anschlussleitungselement 144 ist zur Patientenschnittstelle 14 hin offen oder über ein Y-Stück an die Patientenschnittstelle 14 angeschlossen. Bei einer als Exspirationsventil 28 fungierenden Ventilanordnung 30 gemäß 3 ist das zweite Anschlussleitungselement 144 zur Umgebung hin offen oder an das zweite Anschlussleitungselement 144 ist ein zur Umgebung hin offener Exspirationsschlauch 18 angeschlossen, während das erste Anschlussleitungselement 140 zum Innern des Patientenmoduls 20 offen oder über das Y-Stück an die Patientenschnittstelle 14 angeschlossen ist.
Minimal umfasst das Patientenmodul 20 genau eine Ventilanordnung 30, nämlich eine als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30. Der Ventilantrieb 34 der oder jeder Ventilanordnung 30 kann sich entweder im Innern des Patientenmoduls 20 oder außerhalb des Patientenmoduls 20 befinden und dort zum Beispiel in einem mit dem Patientenmodul 20 koppelbaren Ventilantriebsmodul angeordnet sein. In jedem Falle öffnet das Exspirationsventil 28 zur Umgebung und stellt im offenen Zustand einen Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck her.
Die Darstellung in 8 zeigt schematisch stark vereinfacht in einer Seitenansicht einen Patienten, welcher als Kopplungsvorrichtung / Patientenschnittstelle 14 eine zur Beatmung bestimmte Gesichtsmaske trägt, an welcher das Patientenmodul 20 angebracht ist. Allgemein befindet sich das Patientenmodul 20 bezüglich des in Richtung auf den Patienten strömenden Atemgases pneumatisch zwischen dem Inspirationsschlauch 16 (und der Druckquelle 12) und der Patientenschnittstelle 14.
Zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls 20 ist ein vom Patientenmodul 20 räumlich getrenntes oder vom Patientenmodul 20 zumindest räumlich trennbares Steuermodul 40 vorgesehen. Zwischen dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 verläuft eine das Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40 miteinander verbindende Verbindungsleitung 42. Die Art der Verbindung zwischen dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 kann eine pneumatische Verbindung, eine insbesondere elektrische Leistungsverbindung und/oder eine kommunikative Verbindung sein.
Das Patientenmodul 20 ist in der parallelen Anmeldung mit dem Titel „Vorrichtung zum Beatmen eines Patienten“ (internes Aktenzeichen der Anmelderin 20161079) mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Diese parallele Anmeldung wird im Folgenden kurz als Patientenmodul-Anmeldung bezeichnet. Diese umfasst auch eine Erläuterung des Steuermoduls 40 sowie Erläuterungen zur Funktion des Steuermoduls 40. Mit dem Verweis auf die Patientenmodul-Anmeldung soll diese als vollumfänglich in die hier vorgelegte Beschreibung einbezogen gelten, auch zu dem Zweck, Merkmale aus der genannten parallelen Anmeldung in Ansprüche zur Definition der der hier vorgelegten Beschreibung zugrunde liegenden Erfindung aufzunehmen.
Im in der Darstellung in 8 gezeigten Beispiel trägt der Patient die Kopplungsvorrichtung / Patientenschnittstelle 14, das an der Patientenschnittstelle 14 angebrachte Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40 mittels einer Maskenbebänderung 44, 46 der Patientenschnittstelle 14. Die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 verläuft dann zum Beispiel in einem Teil einer solchen Bebänderung 44, 46 oder ist - wie gezeigt - um einen Teil einer solchen Bebänderung 44, 46 geschlungen. Alternativ kann das Steuermodul 40 auch der Druckquelle 12 zugeordnet sein oder das Steuermodul 40 kann die Druckquelle 12 umfassen. Dann verläuft die Verbindungsleitung 42 zum Beispiel ganz oder teilweise entlang des Inspirationsschlauchs 16, insbesondere innerhalb einer die Verbindungsleitung 42 und den Inspirationsschlauch 16 einschließenden Ummantelung.
Die Darstellung in 9 zeigt, dass das Patientenmodul 20 - wie dies in der Patientenmodul-Anmeldung beschrieben ist - zumindest eine Ventilanordnung 30 umfasst, nämlich eine als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30. Optional umfasst das Patientenmodul 20 eine erste Ventilanordnung 30 und eine zweite Ventilanordnung 30, nämlich eine als Inspirationsventil 26 und eine als Exspirationsventil 28 fungierende Ventilanordnung 30. Zu der oder jeder Ventilanordnung 30 gehört jeweils ein Ventilantrieb 34, welcher sich - wie in 9 gezeigt - innerhalb des Patientenmoduls 20 befinden oder auch - wie nachfolgend mit weiteren Einzelheiten erläutert - räumlich vom Patientenmodul 20 getrennt sein kann. So kommt zum Beispiel das Steuermodul 40 als Ort zur Anbringung eines Ventilantriebs 34, aller Ventilantriebe 34 oder einzelner Ventilantriebe 34 der oder jeder vom Patientenmodul 20 umfassten Ventilanordnung 30 in Betracht (siehe 10, 11).
Das Steuermodul 40 umfasst zumindest eine Verarbeitungseinheit 50, welche einen Mikroprozessor, ASIC oder dergleichen sowie einen Speicher umfasst, in den ein die Funktion des Patientenmoduls 20 bestimmendes Steuerungsprogramm 52 geladen ist. Die Verarbeitungseinheit 50 verarbeitet Sensorsignale einer Sensorik 24, die sich ganz oder teilweise im Patientenmodul 20 oder ganz oder teilweise im Steuermodul 40 befinden kann.
Je nach Ort der Sensorik 24 oder einzelner Sensoren der Sensorik 24 sowie je nach Ort des zumindest einen Ventilantriebs 34, einzelner Ventilantriebe 34 oder aller Ventilantriebe 34 umfasst die Verbindungsleitung zumindest eine elektrische Leitung und/oder zumindest eine pneumatische Leitung.
In der Darstellung in 9 ist beispielhaft eine Ausführungsform gezeigt, gemäß derer das Patientenmodul 20 die Ventilantriebe 34 und die Sensorik 24 umfasst. Dann umfasst die Verbindungsleitung 42 elektrische Leitungen 54, nämlich zumindest eine als Steuerverbindung 54 fungierende elektrische Leitung von der Verarbeitungseinheit 50 zu jedem Ventilantrieb 34 sowie zumindest eine als Signalverbindung 56 fungierende elektrische Leitung von der Sensorik 24 zur Verarbeitungseinheit 50. Über die Steuerverbindung 54 ist zur Ansteuerung des jeweiligen Ventilantriebs 34 ein mittels der Verarbeitungseinheit 50 generierbares insbesondere elektrisches Signal 58, nämlich ein Steuersignal 58, an einen Ventilantrieb 34 übermittelbar. Über die Signalverbindung 56 ist ein zum Beispiel einen Druckmesswert oder einen Flowmesswert kodierendes insbesondere elektrisches Signal 60, nämlich ein Datensignal 60, von der Sensorik 24 an die Verarbeitungseinheit 50 übermittelbar. Das Datensignal 60 repräsentiert die pneumatischen Verhältnisse im Patientenmodul 20. Das Datensignal 60 wird mittels der Verarbeitungseinheit 50 des Steuermoduls 40 verarbeitet. Diese generiert entsprechend dem Steuerungsprogramm 52 zumindest ein Steuersignal 58 zur Ansteuerung des oder jedes Ventilantriebs 34.
In der Darstellung in 10 ist beispielhaft eine Ausführungsform gezeigt, bei der sich die Ventilantriebe 34 der Ventilanordnungen 30 des Patientenmoduls 20 nicht im Patientenmodul 20, sondern im Steuermodul 40 befinden. Dann umfasst die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 für jede Ventilanordnung 30 und deren Ventilantrieb 34 eine Pneumatikleitung 36 (6), welche die Ventilanordnung 30 pneumatisch mit ihrem jeweiligen Ventilantrieb 34 verbindet. Die mittels der Verarbeitungseinheit 50 generierbaren Steuersignale 58 zur Ansteuerung der Ventilantriebe 34 werden jetzt nur noch innerhalb des Steuermoduls 40 übermittelt.
Wenn das Patientenmodul 20 - wie in 10 gezeigt - die Sensorik 24 umfasst, umfasst die Verbindungsleitung 42 neben jeweils einer Pneumatikleitung 36 für jeden Ventilantrieb 34 noch eine als Signalverbindung 56 fungierende elektrische Leitung, welche - wie oben beschrieben - die Sensorik 24 zur Übermittlung eines Datensignals 60 an die Verarbeitungseinheit 50 mit dem Steuermodul 40 verbindet.
Die Darstellung in 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Steuermodul 40 auch die Sensorik 24 umfasst. Dann wird auch das Datensignal 60 von der Sensorik 24 zur Verarbeitungseinheit 50 nur noch innerhalb des Steuermoduls 40 übermittelt. Die Sensorik 24 ist mittels einer weiteren Pneumatikleitung 62 an die pneumatischen Verhältnisse im Patientenmodul 20 angekoppelt. Die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 umfasst diese weitere Pneumatikleitung 62. Erneut (wie bei der Ausführungsform in 10) wird das Datensignal 60 mittels der Verarbeitungseinheit 50 des Steuermoduls 40 verarbeitet. Diese generiert entsprechend dem Steuerungsprogramm 52 zumindest ein Steuersignal 58 zur Ansteuerung des oder jedes Ventilantriebs 34. Eine Ansteuerung eines Ventilantriebs 34 wirkt sich schließlich mittels der Pneumatikleitung 36 zum Patientenmodul 20 auf die jeweilige Ventilanordnung 30 aus.
Die Darstellung in 12 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Verbindungsleitung 42 auch den Inspirationsschlauch 16 von der Druckquelle 12 zum Inspirationsventil 26 umfasst. Die Druckquelle 12 gehört dann zum Beispiel zum Steuermodul 40 oder ist dem Steuermodul 40 räumlich zugeordnet. Eine solche Konfiguration (Verbindungsleitung 42 umfasst auch den Inspirationsschlauch 16; Druckquelle 12 im oder am Steuermodul 40) ist auch für die in 9, 10 und 11 gezeigten Konfigurationen denkbar.
Die Darstellung in 13 zeigt das Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40, jedoch beide ohne weitere Details, denn - wie oben gezeigt (9, 10, 11, 12) - sind unterschiedliche Konfigurationen des Patientenmoduls 20 und des Steuermoduls 40 denkbar und über die gezeigten Konfigurationen hinaus auch noch weitere Konfigurationen. Wesentlich ist, dass bei zumindest einer vom Patientenmodul 20 räumlich entfernten Funktionseinheit (externe Funktionseinheit), nämlich einer Verarbeitungseinheit 50, einem Ventilantrieb 34, einer Sensorik 24, einem Sensor etc.) die Verbindungsleitung 42 das Patientenmodul 20 mit dem Steuermodul 40 und damit mit der oder jeder externen Funktionseinheit verbindet.
Zum einfachen Verbinden des Patientenmoduls 20 mit dem Steuermodul 40 mittels der Verbindungsleitung 42 oder zum Trennen des Steuermoduls 40 vom Patientenmodul 20 ist zumindest eine Schnittstelle 64 vorgesehen. Die Darstellung in 13 zeigt eine Konfiguration mit einer Schnittstelle 64 am Patientenmodul 20 oder nahe am Patientenmodul 20 sowie einer Schnittstelle 64 am Steuermodul 40 oder nahe am Steuermodul 40. Jede Schnittstelle 64 umfasst eine zweiteilige Steckverbindung mit einem ersten Steckerteil 66 und einem zum ersten Steckerteil 66 passenden zweiten Steckerteil 68. Mittels der Steckerteile 66, 68 der jeweiligen Schnittstelle 64 ist die Verbindungsleitung 42 lösbar mit dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 verbindbar. Zur Herstellung der jeweiligen Verbindung sind die Steckerteile 66, 68 in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise kraft- und formschlüssig miteinander verbindbar.
Die Darstellung in 14 zeigt eine Konfiguration mit genau einer Schnittstelle 64 mit einem ersten Steckerteil 66 und einem zum ersten Steckerteil 66 passenden zweiten Steckerteil 68. Mittels der Steckerteile 66, 68 dieser Schnittstelle 64 ist die Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40 auftrennbar und durch Verbinden der Steckerteile 66, 68 sind das Patientenmodul 20 und das Steuermodul 40 miteinander verbindbar.
Wie in der Darstellung in 13 gezeigt, kann eine Schnittstelle 64 sowohl auf Seiten des Patientenmoduls 20 wie auch auf Seiten des Steuermoduls 40 vorgesehen sein. Dann kann die Verbindungsleitung 42 einerseits vom Patientenmodul 20 und andererseits vom Steuermodul 40 getrennt werden. Jedenfalls ist nach dem Lösen der Verbindungsleitung 42 das Steuermodul 40 nicht mehr mit dem Patientenmodul 20 verbunden und das Patientenmodul 20 kann zum Beispiel entsorgt werden und das Steuermodul 40 kann später mit einem neuen oder einem anderen Patientenmodul 20 verbunden werden. Genauso kann eine Schnittstelle 64 nur auf Seiten des Patientenmoduls 20 oder nur auf Seiten der Steuermoduls 40 vorgesehen sein. Auch nach dem Trennen einer einzelnen derartigen Schnittstelle 64 ist das Steuermodul 40 nicht mehr mit dem Patientenmodul 20 verbunden. Ebenso kann sich zumindest eine Schnittstelle 64 entlang der Verbindungsleitung 42 zwischen dem Patientenmodul 20 und dem Steuermodul 40 befinden, wie dies in der Darstellung in 14 gezeigt ist. In jedem Fall kann das Patientenmodul 20 zum Beispiel entsorgt werden und das Steuermodul 40 später mit einem neuen oder anderen Patientenmodul 20 verbunden werden.
Unabhängig vom Ort einer Schnittstelle 64 und der Anzahl der Schnittstellen 64 entlang der Verbindungsleitung 42 umfassen die jeweils eine Schnittstelle 64 bildenden Steckerteile 66, 68 jeweils zumindest eine Kontaktstelle zum Verbinden einer ankommenden Leitung (elektrisch oder pneumatisch) mit einer entsprechenden abgehenden Leitung und umgekehrt. In den Darstellungen in 13 und 14 sind die an einer Schnittstelle 64 ankommenden und von der Schnittstelle 64 abgehenden Leitungen nicht mit Bezugsziffern bezeichnet. Diese Leitungen damit die je nach der jeweiligen Konfiguration des Patientenmoduls 20 und des Steuermoduls 40 von der Verbindungsleitung 42 umfassten Leitungen dar.
In der Darstellung in 15 ist exemplarisch eine Schnittstelle 64 mit ankommenden und abgehenden Leitungen gezeigt. Jedes Steckerteil 66, 68 umfasst für jede Kontaktstelle Kontaktelemente 70, 72 zur Übertragung elektrischer Signale und/oder elektrischer Spannungen und/oder pneumatischer Potentiale und/oder eines Gasvolumenstroms. Jedes Steckerteil 66, 68 umfasst also für jede von der Verbindungsleitung 42 ggf. umfasste und als Steuerverbindung 54 oder als Signalverbindung 56 fungierende Leitung ein entsprechendes Kontaktelement 70, 72. Zusätzlich oder alternativ umfasst jedes Steckerteil 66, 68 für jede von der Verbindungsleitung 42 ggf. umfasste Pneumatikleitung (Inspirationsschlauch 16 und/oder Pneumatikleitung 36 zu einem Ventilantrieb 34 und/oder weitere Pneumatikleitung 62 zur Sensorik 24) ein entsprechendes Kontaktelement 70, 72.
Als Kontaktelemente 70, 72, fungieren zum Beispiel Kontaktelemente 70, 72, die in Form von oder nach Art eines Steckers 70 einerseits und einer Buchse 72 andererseits lösbar miteinander verbindbar sind. Die jeweiligen Kontaktelemente 70, 72 (elektrisch oder pneumatisch) sind in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise dafür ausgebildet, die oder jede ankommende Leitung mit einer entsprechenden abgehenden Leitung zu verbinden und umgekehrt. Dabei ist nicht notwendig, dass eines der Steckerteile 66, 68 nur Kontaktelemente 70, 72 einer ersten Art, also zum Beispiel nur Kontaktelemente 70, 72 in Form von oder nach Art von Steckern 70, und das andere Steckerteil 66, 68 nur Kontaktelemente 70, 72 einer zweiten Art, also zum Beispiel nur Kontaktelemente 70, 72 in Form von oder nach Art von Buchsen 72, umfasst. Vielmehr kann optional durchaus vorgesehen sein, dass jedes Steckerteil 66, 68 sowohl Kontaktelemente 70, 72 einer ersten Art und einer zweiten Art umfasst, also zum Beispiel Kontaktelemente 70, 72 in Form von oder nach Art von Steckern 70 sowie in Form von oder nach Art von Buchsen 72. Dann ist mit einer Verteilung der jeweiligen Kontaktelemente 70, 72 innerhalb des Steckerteils 66, 68 und einer korrespondierenden Verteilung innerhalb des zur selben Schnittstelle 64 gehörenden anderen Steckerteils 66, 68 auch unmittelbar eine Kodierung der Steckerteile 66, 68 verbunden und die Steckerteile 66, 68 einer Schnittstelle 64 können nur in einer zulässigen Art und Weise miteinander in Verbindung gebracht werden. Zusätzlich oder alternativ ergibt sich eine Kodierung, welche aufgrund unterschiedlicher elektrischer und pneumatischer Kontaktelemente 70, 72 eine Verbindung der Steckerteile 66, 68 einer Schnittstelle 64 nur in einer zulässigen Art und Weise erlaubt.
Bei einer zur Übertragung elektrischer Signale oder einer elektrischen Leistung vorgesehenen Kontaktstelle kann es sich bei den Kontaktelementen 70, 72 der jeweiligen Schnittstelle 64 auch einerseits um einen Stiftkontakt sowie andererseits um einen Federkontakt handeln. Bei einer zur Übertragung pneumatischer Potentiale oder eines Gasvolumenstroms vorgesehenen Kontaktstelle kann es sich bei den Kontaktelementen 70, 72 der jeweiligen Schnittstelle 64 auch um die grundsätzlich an sich bekannten Teile einer Pneumatiksteckkupplung, also zum Beispiel um einen Pneumatikkupplungsstecker, also den „männlichen“ Teil einer Pneumatiksteckkupplung, einerseits sowie eine Pneumatikkupplungsbuchse, also den „weiblichen“ Teil einer Pneumatiksteckkupplung, andererseits handeln. Bevorzugt basiert eine solche Pneumatiksteckkupplung auf einem Konus, insbesondere einem Medizinkonus. Dann sind beide Teile (innen und außen bzw. Stecker und Kupplung) konisch und der konische Teil der Pneumatiksteckkupplung nimmt den konischen Teil des Pneumatikkupplungssteckers formschlüssig auf. Jedenfalls wird beim Zusammenfügen der Kontaktelemente 70, 72 die Pneumatiksteckkupplung gasdicht geschlossen. Einseitig oder beidseitig kann eine solche Pneumatiksteckkupplung optional ein Rückschlagventil aufweisen, welches beim Entkuppeln die jeweils angeschlossene Pneumatikleitung 16, 36, 62 verschließt.
Bei einer Verbindungsleitung 42 zwischen Patientenmodul 20 und Steuermodul 40, welche zumindest eine Pneumatikleitung 16, 36, 62 sowie zumindest eine als Steuer- oder Signalverbindung 54, 56 fungierende Leitung umfasst, umfasst die Schnittstelle 64 und jedes Steckerteil 66, 68 zumindest eine zur Übertragung elektrischer Signale oder einer elektrischen Leistung vorgesehene Kontaktstelle sowie zumindest eine zur Übertragung pneumatischer Potentiale oder eines Gasvolumenstroms vorgesehene Kontaktstelle. Die Besonderheit einer solchen Schnittstelle 64 besteht darin, dass mit dem Verbinden oder Trennen solcher Steckerteile 66, 68 gleichzeitig zumindest eine elektrisch leitende Verbindung sowie eine Pneumatikverbindung hergestellt bzw. getrennt wird.
Die Darstellungen in 9 bis 12 sind ausdrücklich nur als Illustration einzelner möglicher Konfigurationen zu verstehen. Mischformen der in den genannten Figuren dargestellten Konfigurationen sind ebenfalls denkbar. Des Weiteren sind Ausführungsformen denkbar, die sich aufgrund einer noch feineren Abstufung der bisher erläuterten Komponenten ergeben, zum Beispiel eine Ausführungsform, bei der ein Sensor der Sensorik 24, zum Beispiel ein Drucksensor, im Steuermodul 40 angeordnet ist und mittels einer Pneumatikleitung 62 an die pneumatischen Verhältnisse im Patientenmodul 20 angekoppelt ist, und ein weiterer Sensor der Sensorik 24, zum Beispiel ein Flowsensor, im Patientenmodul 20 angeordnet ist und mittels einer elektrischen Verbindungsleitung 56 mit der Verarbeitungseinheit 50 verbunden ist.
Nicht gezeigt ist des Weiteren eine eventuelle Zuleitung zumindest zur Versorgung des oder jedes Ventilantriebs 34 sowie der Verarbeitungseinheit 50 mit elektrischer Energie. Insoweit kann vorgesehen sein, dass das Steuermodul 40 eine eigene elektrische Energieversorgung in Form einer Batterie oder dergleichen umfasst. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Steuermodul 40 und/oder das Patientenmodul 20 mittelbar oder unmittelbar an eine externe elektrische Energiequelle angeschlossen ist bzw. sind. Je nach Art des Anschlusses an eine elektrische Energiequelle und des Orts elektrischer Verbraucher (Ventilantrieb 34, Sensorik 24, Verarbeitungseinheit 50 etc.) umfasst die Verbindungsleitung 42 auch elektrische Verbindungsleitungen zur Übertragung eines elektrischen Stroms zur Versorgung des jeweiligen Verbrauchers.
Abschließend lässt sich die hier vorgeschlagene Neuerung kurz wie folgt darstellen: Angegeben wird System zum Beatmen eines Patienten, welches ein Patientenmodul 20 sowie ein zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls 20 bestimmtes, vom Patientenmodul 20 räumlich getrenntes Steuermodul 40 umfasst. Das Steuermodul 40 ist mittels einer Verbindungsleitung 42 sowie wenigstens einer Schnittstelle 64 mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen 66, 68 lösbar mit dem Patientenmodul 20 verbindbar und beim Beatmen des Patienten mit dem Patientenmodul 20 verbunden. Mittels der Verbindungsleitung 42 ist zumindest ein elektrisches Signal 58, 60 und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar. Die Steckerteile 66, 68 der zumindest einen Schnittstelle 64 weisen entsprechende Kontaktelemente 70, 72 auf, also Kontaktelemente 70, 72 zur Übertragung eines elektrischen Signals 58, 60 und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms.
Bezugszeichenliste

10: Patientenlunge
12: Druckquelle
14: Patientenschnittstelle
16: Pneumatikleitung, Inspirationsschlauch
18: Exspirationsschlauch
20: Patientenmodul
22: Tubus
24: Sensorik
26: Ventil, Inspirationsventil
28: Ventil, Exspirationsventil
30: Ventilanordnung
32: Gehäuse
34: Antrieb, Ventilantrieb
36: Pneumatikleitung, Schlauch
102: erste Zwei-Wege-Durchlassöffnung
104: zweite Zwei-Wege-Durchlassöffnung
106: Zwei-Wege-Kanal
108: Außengehäuse
110: Innengehäuse
112: Abdeckplatte
114: Pumpöffnung
116: Pumpenkammer
118: Piezoelement
120: Pumpenmembranelement
122: Verbindungselement
124: Wechselspannungsgenerator
130: Steuerdruckkammer
132: Membranelement
134: Verschlusselement
136: erste Öffnung
138: Druckkammer
140: erstes Anschlussleitungselement
142: zweite Öffnung
144: zweites Anschlussleitungselement
146: Verbindungskammer
148: Abzweigleitungselement
40: Steuermodul
42: Verbindungsleitung
44, 46: Maskenbebänderung
50: Verarbeitungseinheit
52: Steuerungsprogramm
54: Steuerverbindung
56: Signalverbindung
58: elektrisches Signal, Steuersignal
60: elektrisches Signal, Datensignal
62: (weitere) Pneumatikleitung
64: Schnittstelle
66, 68: Steckerteil (der Schnittstelle)
70: Kontaktelement, Stecker
72: Kontaktelement, Buchse

Claims

System zum Beatmen eines Patienten, welches ein Patientenmodul (20) sowie ein zur Steuerung und/oder Überwachung des Patientenmoduls (20) bestimmtes, vom Patientenmodul (20) räumlich getrenntes Steuermodul (40) umfasst, wobei das Steuermodul (40) mittels einer Verbindungsleitung (42) sowie wenigstens einer Schnittstelle (64) mit lösbar miteinander verbindbaren Steckerteilen (66, 68) lösbar mit dem Patientenmodul (20) verbindbar ist, wobei mittels der Verbindungsleitung (42) zumindest ein elektrisches Signal (58, 60) und/oder zumindest ein pneumatisches Potential oder ein Gasvolumenstrom weiterleitbar ist und die Steckerteile (66, 68) entsprechende Kontaktelemente (70, 72) zur Übertragung eines elektrischen Signals (58, 60) und/oder eines pneumatischen Potentials oder eines Gasvolumenstroms umfassen.
System nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsleitung (42) an einer dem Patientenmodul (20) räumlich zugeordneten Schnittstelle (64) anschließbar ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindungsleitung (42) an einer dem Steuermodul (40) räumlich zugeordneten Schnittstelle (64) anschließbar ist.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verbindungsleitung (42) an einer zwischen Patientenmodul (20) und Steuermodul (40) befindlichen Schnittstelle (64) auftrennbar ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Patientenmodul (20) über eine als Inspirationsschlauch (16) fungierende Pneumatikleitung (16) pneumatisch an eine Druckquelle (12) ankoppelbar ist, wobei die Verbindungsleitung (42) die als Inspirationsschlauch (16) fungierende Pneumatikleitung (16) umfasst und mittels der Pneumatikleitung (16) sowie über die oder jede Schnittstelle (64) ein Gasvolumenstrom von der Druckquelle (12) zum Patientenmodul (20) leitbar ist.
System nach Anspruch 5, wobei das Steuermodul (40) die Druckquelle (12) umfasst.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Patientenmodul (20) zumindest eine Ventilanordnung (30) mit einem von der Ventilanordnung (30) getrennten und im Steuermodul (40) befindlichen Ventilantrieb (34) umfasst, wobei die Verbindungsleitung (42) jeweils eine den oder jeden Ventilantrieb (34) mit seiner Ventilanordnung (30) verbindende Pneumatikleitung (36) umfasst und mittels der zumindest einen Pneumatikleitung (36) sowie über die oder jede Schnittstelle (64) ein pneumatisches Potential von einem Ventilantrieb (34) an dessen Ventilanordnung (30) übermittelbar ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Patientenmodul (20) entweder eine als Exspirationsventil (28) fungierende Ventilanordnung (30) oder einerseits eine als Inspirationsventil (28) fungierende Ventilanordnung (30) sowie andererseits eine als Exspirationsventil (28) fungierende Ventilanordnung (30) umfasst, wobei die oder jede Ventilanordnung (30) einen Ventilantrieb (34), eine Druckkammer (138) und eine Steuerdruckkammer (130) umfasst und der Ventilantrieb (34) zum Erzeugen eines Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer (130) fluidkommunizierend mit der Steuerdruckkammer (130) verbunden ist, wobei die Steuerdruckkammer (130) von der Druckkammer (138) mittels eines ein Verschlusselement (134) aufweisenden Membranelements (132) getrennt ist, wobei mittels des Verschlusselements (134) eine erste Öffnung (136) der Druckkammer (138) geöffnet und verschlossen werden kann und das Verschlusselement (134) über das Membranelement (132) mittels des Steuerdrucks steuerbar ist und wobei als Ventilantrieb (34) eine hochfrequent betreibbare Piezopumpe fungiert.
System nach Anspruch 8, wobei eine als Inspirationsventil (26) fungierende Ventilanordnung (30) eine zum Ventilantrieb (34) gehörende Verbindungskammer (146) sowie ein die Verbindungskammer (146) fluidkommunizierend mit einem ausgangsseitigen Anschlussleitungselement (140, 144) verbindendes Abzweigleitungselement (148) umfasst.