DE2101719A1

DE2101719A1 - Statisches Beatmungsgerät

Info

Publication number: DE2101719A1
Application number: DE19712101719
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Beaumont Georges Paris
Current assignee: Mms Sa 94250 Gentilly Fr
Priority date: 1970-01-16
Filing date: 1971-01-15
Publication date: 1971-07-22
Also published as: DE2101719C3; DE2101719B2; FR2074673A1; BE761571A; GB1281802A; US3815593A

Description

Statische Beatmungsgeräte, die von dem Beatmungsbedarf abhängig sind und mit Druckentspannung arbeiten, werden zur Behandlung von Krankheiten der Atmungsorgane (zur Unterstützung der natürlichen Atmung) und für Atmungs-Heilgymnastik in Krankenhäusern und auch im Anschluß an eine Krankenhausbehandlung beim Patienten zu Hause verwendet. Die Geräte sind im allgemeinen sehr teuer, und da sie auf mechanische Weise arbeiten, haben sie außerdem noch den Nachteil, daß sie regelmäßig gewartet werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes statisches und bedarfsabhängiges Beatmungsgerät zu schaffen, das keine beweglichen Teile aufweist und daher sehr zuverlässig ist und wesentlich weniger Wartung benütigt. Das Gerät soll im Vergleich zu ähnlichen Geräten, welche die gleichen Einstellmöglichkeiten bieten, wesentlich preiswerter sein und einen geringen Verbrauch (von etwa 2 Litern pro Minute) aufweisen.

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Das erfindungsgeniäiö vorgeschlagene Gerf.lt ist nie/it nur von sehr großer Einfachheit, sondern kann auch entweder in Abhängigkeit von deia Atmungsvorhang des Patienten arbeiten, Inder, dieser lediglich durch das rlundstück einatmet, oder selbsttätig arbeiten, wobei die Zeitspanne für die Äusatniungspause regelbar ist. alle anderen Ataungsparameter sind nach Belieben einstellbar, so daß das üeatmungsgerät an alle Typen von Atmungsverhalten anpassbar ist. Im normalen Betrieb ist daher die Kraft, d.h. der Druck in Abhängigkeit von der:: Bedarf einstellbar, was in bestimmten Fällen von größter .viehtiekeit ist. In entsprechender V/eise sind auch eier Le ^ tmungs druck und die Beatmungsgasmenge einstellbar. Weiterhin gestattet eine sehr einfache Vorrichtung, die Ausatmung des Patienten im Bedarfsfall zu verlangsamen, und an diese Vorrichtungkann zugleich ein Atmungsmesser angeschlossen v/erden, mit den das von dem Patienten ausgeatmete Volumen gemessen v/erden kann. Das erfindungsgeirüße Gerät wird in einfacher '..eise durch zv.ei miniaturisierte pneumatische Elemente bekannter Ausführung betätigt, die als "Verstärker des V/andeffekttyps^:i bezeichnet werden können, und aus einem monostabilen und einem bistabilen Element bestehen.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand von zwei Ausführungsformen ₃ die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines statischen pneumatischen Beatiiiungsgeräts nach der Erfindung.

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Pis. 2 ze-1,jt einen Aufriß des Gerätes in Verbindung mit seinen; Zubehör.

Fi.:,. 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführuncsform des erfindungsgemäßen Gerätes.

Fi;;. ¹I ist ein Schnitt durch ein in aera Gerät der Fig. 3 verwendetes pneumatisches Relais, das sich in der Stellung befindet, Vielehe es ϊ/ährend des Einatmungsvorgangs einnimmt.

7i<. b ist ein Schnitt entsprechend der Fig. 4 und zeigt das Relais in der Stellung, Vielehe es während des M Ausatir.ungs Vorgangs einnimmt.

Das erf indungsgeisäße Beatmungsgerät, das in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, ist mit einer unter Druck stehenden Strömuncsiaittel- oder Gasquelle 1 verbunden, die komprimierten Sauerstoff oder komprimierte Luft von einem Druck von 3 Bar liefert, "wischen dem Gerät und der Quelle 1 ist ein mxniaturisierter Druckregler 2 angeordnet, der an seinem Ausgang einen von dem Druck des von der Strömungsmittelquelle gelieferten Strömungsmittels unabhängigen und diesem gegenüber verringerten Druck \ abgibt, der zwischen 2,3 - ^,5 Bar betragen kann, ohne die Arbeitsweise des Gerätes in irgendeiner V/eise su beeinträchtigen. Alle Einstellungen beziehen sich daher auf einen Druck von 3 Bar, und dieser Druekwert ist deswegen gewählt, weil er dem für Gasrohrleitungssysteme üblichen Gasdruck entspricht.

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Der Ausgang des Druckreglers 2 ist einerseits mit einem Eingang PS eines monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 über eine Drosselstelle 4, welche das Absenken des Druckes am Eingang des Verstärkers 3 gestattet, und andererseits über einen Hahn 6, welcher das Einstellen des Beatmungsdrucks gestattet, mit einem Eingang PS eines bistabilen Flüssigkeitsverstärkers 5 verbunden.

Der monostabile Flüssigkeitsverstärker 3 v/eist zwei Ausgänge O und 1, die asymmetrisch zueinander angeordnet sind und jeweils dem Ruhezustand und dem Schaltzustand entsprechen, und einen auf der Seite des Ausgangs O angeordneten ersten Steuereingang C3, sowie einen auf der Seite des Ausgangs 1 angeordneten zweiten Steuereingang C4 auf. Die Arbeitsweise eines derartigen monostabilen Flüssigkeitsverstärkers ist bekannt: Wenn sich der Verstärker im Normalzustand oder "Ruhezustand" befindet, tritt das in den Eingang PS eintretende und unter Druck stehende Gas normalerweise geradlinig durch den Ausgang O aus. Kenn jedoch an den linken Steuereingang C3 ein Gasimpuls angelegt oder am Steuereingang C4 eine Saugwirkung ausgeübt wird, bewirkt der Impuls bzw. die Saugwirkung automatisch die Ablenkung des Hauptgasstrahls zum Ausgang 1, wobei der Gasstrom so lange zu diesem Ausgang 1 verläuft wie der Gasimpuls an C3 oder die Saugwirkung an C4 aufrecht erhalten bleibt. Wenn der am Steuereingang C3 zugeführte Gasimpuls unterbrochen oder die an den Steuereingang C4 angelegte Saugwirkung aufgehoben wird, nimmt der Gasstrahl selbsttätig seinen ursprüngli-

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chen Weg wieder ein. und tritt durch den Ausgang O aus. Der Ausgang O des monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 ist mit dem Steuereingang C3 desselben Verstärkers verbunden, wobei in dieser Verbindung ein Hahn 7 zum bedarfsabhängigen Einstellen des Drucks angeordnet ist, wie weiter unten erläutert wird.

Der bistabile Flüssigkeitsverstärker 5 weist außer dem Eingang PS zwei symmetrisch zueinander angeordnete Ausgänge O und 1, sowie einen ersten Steuereingang C3 und einen diesem gegenüber M angeordneten zweiten Steuereingang C4 auf. Außerdem enthält der bistabile Verstärker 5 zwei weitere Steuerelemente, die entweder aus einem dritten und einem diesem gegenüberliegenden vierten Steuereingang Cl bzw. C2 (Fig. l).oder aus einer ersten und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Entlüftungsöffnung El bzw. E2 (Fig. 3) bestehen, wobei der dritte Steuereingang Cl oder die erste Entlüftungsöffnung El auf der Seite des ersten Steuereingangs C3 und des Ausgangs O angeordnet ist.

Bei dem bistabilen Verstärker 5, in dem die Wände der Ausgänge f O und 1 symmetrisch zueinander angeordnet sind, wird der durch den Eingang PS eintretende Hauptgasstrahl zu dem Ausgang O abgelenkt, wenn an C4 oder C2 ein Steuerimpuls angelegt oder die Entlüftungsöffnung E2 verschlossen ist. Wenn dagegen ein Steuerimpuls an C3 oder Cl erscheint oder die Entlüfungsöffnung El verschlossen ist, wird der Strahl zum Ausgang 1 abgelenkt, und verläuft so lange zu diesem Ausgang, bis der Steuerimpuls

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an C3 aufhört oder El geöffnet wird.

Der vermittels dieser beiden bekannten miniaturisierten pneumatischen Bauelemente aus Keramikglas erzielte Vorteil besteht darin, daß sie keine beweglichen Teile aufweisen. Ihre Arbeitsweise beruht auf der als "COAMDA-Effekt" bekannten Erseheinung, nach welcher eine St röraungsmitte !strömung entlang einer benachbarten Wand verläuft, wenn diese mit der Hauptrichtung des Strahls einen ausreichend kleinen Winkel einschließt.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Ausgang 0 des bistabilen Flüssi^keitsvers tärkers 5 mit dem linken Steuereingang Cl desselben Verstärkers über einen Kreislauf verbunden, in dem hintereinander ein Hahn 8 zum Einstellen der Zeit für die Ausatmungspause, ein pneumatischer Schalter 9 zum Einstellen eines selbsttätigen Betriebsablaufs und ein Speicherbehälter Io von konstantem Volumen angeordnet sind. Der linksseitige Steuereingang C3 des bistabilen Flüssigkeitsverstärkers 5 ist unmittelbar mit dem Ausgang 1 des monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 verbunden, welcher dem Schaltzustand des monostabilen Verstärkers entspricht.

Der Ausgang 1 des bistabilen Flüssigkeitsverstärkers 5 ist einerseits mit dem Steuereingang eines pneumatischen Schaltoder Kraftrelais 11 und andererseits über eine Rohrleitung 12 mit dem Inneren eines Luftsacks 13 verbunden, der als Ventil wirkt. Das Schaltrelais 11 ist in einem Kreislauf in Keiha ce-

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sehaltet j welcher den Ausgang des Druckreglers 2 mit einem Einwegventil 14 verbindet, das seinerseits vermittels einer biegsamen Schlauchleitung 15 mit einem Mundstück 16 verbunden ist. Der vorgenannte Kreislauf weist zwischen dem Sehaltrelais 11 und dein Ventil I¹I hintereinander einen Hahn 17 zum Einstellen der Beatmungsgasmenge und ein Venturirohr 18 auf, dessen Ausgang über eine Rohrleitung 19 mit dem Ventil I^ verbunden ist.

Das Einwegventil I²J weist eine mit der freien Atmosphäre in Λ Verbindung stehende und als Ausatmungsöffnung dienende öffnung 2o, deren Verbindung mit der Eingangsöffnung durch das Luftsaekventil 13 gesteuert wird, und eine v/eitere öffnung 21 auf, die in ständiger Verbindung mit dem Innenraum des Ventils 14 und dem Kundstück 16 steht. Die Hündung 21 ist außerdem über eine Rohrleitung 22, an die ein kombinierter Druck- und Unterdruckmesser 23 angeschlossen ist, mit den beiden Steueröffnungen C¹I der Verstärker 3 und 5 verbunden.

Es soll nun die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Beatmungs- | gerätes für den Fall beschrieben werden, daß das Gerät in Abhängigkeit von dem Bedarf arbeitet und mit Sauerstoff gespeist wird. Zu diesem Zweck wird der Stellhebel des Schalters 9 in die Stellung "Halt" gebracht, welche der Schließstellung dieses Schalters entspricht. Dann wird vermittels der Hähne 7 und 17 der Beatmungsdruck_s die Bedarfsabhängige Einstellung und die Beatmungsgasmenge eingeregelt.

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Im Ruhezustand gelangen die durch die Eingänge PS in die beiden Verstärker 3 und 5 eintretenden Gasströmungen zu den Ausgängen O. Der am Ausgang O des monostabilen Verstärkers 3 erscheinende Gasstrahl wird durch den Hahn 7 hindurch dem Steuereingang C3 desselben Verstärkers zugeführt, wobei jedoch der am Steuerein^ang C3 herrschende Druck nicht dazu ausreicht, um die Gasströmung in dem monostabilen Verstärker zum Ausgang 1 umzuschalten. Wenn der Patient einen Gasbedarf hat, d.h. wenn er durch das Mundstück 16 einatmet, wird im Inneren des Ventils 14 ein Unterdruck erzeugt, der über die Rohrleitung 22 bis zu den Steuereingängen C¹J der beiden Verstärker 3 und 5 übertragen wird. Wenn dieser Unterdruck an den rechten Steuereingang C4 des monostabilen Flüssigkeitsverstärkers 3 angelegt ist, wird die Wirkung des an den linken Steuereingang C3 dieses Verstärkers angelegten Gasstrahls verstärkt und damit ausreichend hoch, um den Hauptgasstrahl zu dem Ausgang 1 des Verstärkers 3₅ d.h. zu dem linken Steuereingang C3 des bistabilen Verstärkers 5 abzulenken. Infolgedessen wird im letztgenannten Verstärker der Hauptgasstrahl zu dem Ausgang 1 abgelenkt. Diese Gasströmung gelangt somit durch die Rohrleitung 12 in das Innere des Luftsacks 13, der sich aufbläht und dadurch die Ausatmungsöffnung 2o des Ventils 14 verschließt. Der am Ausgang 1 des bistabilen Verstärkers 5 erscheinende Gasstrahl wird außerdem zum Sehaltrelais 11 übertragen, wodurch dieses geöffnet wird. Das Gas kann somit das Schaltrelais 11 durchlaufen und gelangt durch den zum Einstellen der Beatmungs-

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gasmenge dienenden Hahn 17 in das Venturirohr 18. An der öffnung 18a des Venturirohrs 18 wird atmosphärische Luft durch Induktion mitgerissen, so daß am Ausgang des Venturirohrs 18 ein Gemisch erscheint, das zur Hälfte aus Luft und zur anderen Hälfte aus Sauerstoff besteht. Dieses Gemisch wird in das Einwegventil 14 eingeführt und gelangt von diesem durch die biegsame Schlauchleitung 15 und über das Mundstück 16 in die Atemwege des Patienten.

Wenn der vorher eingestellte Beatmungsdruck erreicht ist, herrscht " dieser Druck von den Atemwegen des Patienten bis zu den Steuereingängen C4 der beiden Verstärker 3 und 5, wobei er vermittels einer Hohlleitung 22 zu diesen Steuerexngängen übertragen wird. Dadurch wird der Strahl in dem bistabilen Verstärker 5 zum Ausgang O abgelenkt. Damit schließt sich das Schaltrelais 11, und der Luftsack 13 entleert sich und gibt die Ausatmungsöffnung 2o des Ventils 14 frei, so daß der Patient frei ausatmen kann.

Die Regelung des Beatmungsdruckes erfolgt vermittels des Hahns 6. Wenn dieser Hahn mehr oder weniger weit geöffnet wird, wird ' dem bistabilen Verstärker 5 ein entsprechend höherer oder niedrigerer Druck zugeführt. Je höher dieser zugeführte Druck ist, desto größer muß der am Steuereingang Ch des Verstärkers 5 ausgeübte Druck sein, um den Gasstrahl in diesem von dem Ausgang O abzulenken.

Die Arbeitsweise des orfindungs^emüßen Beatmuriftsceräteü int im Falle einen !selbsttätigen Betriebes wie folgt. Zunächst

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wird der Stellknopf des pneumatischen Schalters 9 in die Eetriebsstellung gebracht, wodurch der Schalter geöffnet wird. Daher kann der am Ausgang 0 des bistabilen Verstärkers 5 erscheinende Gasstrahl durch den zum Einstellen der Zeit für die Ausatmungspause dienenden Hahn 8 und den Schalter 9 zu dem Speicherbehälter Io gelangen und diesen füllen. Der Speicherbehälter füllt sich mehr oder weniger schnell, je nachdem. der Hahn 8 mehr oder weniger geöffnet ist. Somit bewirkt der Speicherbehälter Io eine Verzögerung für die Ausbildung des Drucks am linken Steuereingang Cl, mit dem er verbunden ist.

Sobald der Speicherbehälter Io mit Gas gefüllt ist, steigt der Druck am Steuereingang Cl des bistabilen Verstärkers 5 an und bewirkt die Ablenkung des Strahls in diesem. Verstärker zum Ausgang 1. Dadurch öffnet sich wiederum das Schaltrelais 11, wodurch der Luftsack 13 aufgeblasen wird. Innerhalb des monostabilen Verstärkers 3 verläuft die Strömung nach wie vor von dem Ausgang O durch den Hahn 7 zu dem Steuerein^ang C3-

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des erfindun^sgeir'ißen Gerätes dargestellt, das ein Gehäuse aufweist, auf dessen Vorderseite Stellknöpfe 6a, 7a, 8a, 9a und 17a zum Einstellen des Hahns 6 für den Eeatmungsdruck, des Hahns 7 für ciie bedarfsabhängige Druckeinstellung, des Hahns 8 für die .'"is it der Ausatmungspause, aes Schalters 9 in die Stellung für beuarfsat- oder selbsttätigen ßetrieb und les .saum; 1/ für ai& . Außerdem trä_L:t das (iehäiu.o uou vi

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einen kombinierten Druck- und Unterdruckmesser 23. An der Oberseite des Gehäuses 2k ist ein Traggriff 25 vorgesehen. An dem Gerät befindet sich außerdem ein Anschlußstutzen 2β für das Beatmungsgas, der mit dein Ausgang des Venturirohrs 18 verbunden ist. Mit dera Anschluß 26 ist ein Befeuchter verbundenj dessen Ausgang über die Schlauchleitung 19 mit dem Einwegventil IH verbunden ist. Das Gehäuse 24 trägt außerdem einen Anschlußstutzen 28 für den Steuerausgang des Luftsacks 13, welcher mit der Rohrleitung verbunden ist, welche ™ den Ausgang 1 des bistabilen Verstärkers 5 mit dem Schaltrelais 11 verbindet. Außerdem ist der Anschlußstutzen 28 über die Schlauchleitung H mit dem Luftsack 13 verbunden. Die Schlauchleitung 11 hat die gleiche Länge wie die Schlauchlei- ^! tun_if; 19 und ist an dieser befestigt.

Wenn das Gerät mit komprimierter Luft gespeist wird, die einen Sauerstoffzusatz enthält, ist das Gerät mit einem Spezialverdichter verbunden, der saubere und ölfreie komprimierte Luft

liefert. Weiterhin muß eine Sauerstoffquelle 29 vorgesehen ^

sein, die mit einem Anzeigegerät 3o für die in einer gegebenen Zeit ausströmende Abgabemenge in Litern und einem Luftsack versehen ist. Der Luftsack ist über eine biegsame Schlauchleitung 32 mit einem Einlaßstutzen 33 an dem Gerät verbunden, welche mit einer Einlaßöffnung 18a des Venturirohrs 18 verbunden ist. Entsprechend der gewünschten Konzentration wird dann vermittels des Hahns 17 die Beatmungsgasmenge und entsprechend

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die abgegebene Sauerstoffmenge eingestellt. Bei jeder Beatmung reißt die durch das Venturirohr 18 strömende verdichtete Luft durch Induktion Sauerstoff aus dem Luftsack 31 mit, so daß der Patient mit dem gewünschten Gemisch beatmet wird.

Anhand der Figuren 3» 4 und 5 soll nun eine abgeänderte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungsgerätes erläutert werden. In der schematischen Darstellung der Fig. 3 sind diejenigen Teile, die Teilen des Gerätes der Fig. 1 entsprechen, jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform kann der Speicherbehälter Io vorgegebenen Volumens in Fortfall kommen, der dazu dient, eine Verzögerung der Druckausbildung am Steuereingang Cl des bistabilen Verstärkers 5 zu bewirken. Die Füllgeschwindigkeit des Speicherbehälters wird nämlich in der Praxis vermittels eines Mikrometerhahns eingestellt, und diese Einstellung ist sehr kritisch. Außerdem wirkt sich jede Veränderung in der Einstellung des Hahns 17 auf die Zeit für die Ausatmungspause aus. Die abgeänderte Ausführungsform gestattet eine wesentlich genauere Einstellung der Zeit für die Ausatmungspause mit Mitteln, die eine geringere Voreinstellung benötigen, und außerdem ist die Zeit für die Ausatmungspause völlig unabhängig von der Einstellung der anderen Hähne wie z.B. dem Hahn 17.

Bei dieser Ausführungsform weist der bistabile Flüssigkeitsverstärker 5 außer den beiden Steuereingängen C3 und C4 zwei Entlüftungsöffnungen El und E2 auf, die im mittigen Teil

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des Verstärkers münden- Die Sntlüftungsöffnungen El und E2 dienen als dritte und vierte Steuerorgane des bistabilen Verstärkers 5 und übernehmen die Rolle der Steuereingänge Cl und C2 in der vorbeschriebenen Ausführungsform.

Der Ausgang O des bistabilen Verstärkers der Fig. 3 ist mit der Entlüftungsöffnung El über einen Kreislauf verbunden, der ein pneumatisches Relais 34 aufweist, von dem eine Ausführungsform in den Figuren 4 und 5 in Einzelheiten dargestellt ist. Die mit dem Relais 34 verbundene Entlüftungs- ™ Öffnung El des Verstärkers befindet sich auf der gleichen Seite wie der Steuereingang C3 und der Ausgang 0.

Das pneumatische Relais 34 weist einen Relaiskörper auf, in dem sich eine Kammer 35 befindet, in der ein aufblähbarer Luftsack 36 angeordnet ist. Die Kammer 35 steht normalerweise über mehrere Öffnungen 37 mit der freien Atmosphäre in Verbindung, so daß der atmosphärische Druck ständig auf die Außenseite des Luftsacks 36 einwirken und diesen während des Einatmungsvorgangs in einer Lage halten kann, die in Fig. 4 dargestellt ist. In die Kammer 35 mündet eine Rohrleitung 38, die mit der Entlüftungsöffnung El verbunden ist und deren Mündung durch den Luftsack 36 verschließbar ist, wenn der letztere aufgebläht ist (Fig. 5). Das Innere des Luftsacks 36 steht mit einer weiteren Rohrleitung 39 in Verbindung, die mit dem zur Einstellung der Zeit für die Ausatmungspause dienenden Hahn 8 und einer mit der Atmosphäre in Verbin-

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dung stehenden Kammer 4o durch eine Öffnung 4l verbunden ist, welche durch eine Membran 42 verschließbar ist. Die Kaumer 43, welche auf der anderen Seite der Membran 42 ausgebildet ist, steht über einen Kanal bzw. eine Rohrleitung 44 mit dem Ausgang 0 des bistabilen Verstärkers in Verbindung.

Die mit den beiden Steuereingängen C4 der beiden Verstärker 3 und 5 verbundene Rohrleitung 22 ist nicht wie in dem Ausführungsbeipiel der Fig. 1 zu dem Einwegventil 14, sondern zu dem Venturirohr 18 geführt. Außerdem verbindet eine Rohrleitung 45 den Ausgang 0 für den Ruhezustand des monostabilen Verstärkers 3 mit dem Eingang des zum Einstellen der Zeit für die Ausatmungspause dienenden Hahn 8. Außerdem unterscheidet sich die schematische Darstellung der Fig. 3 von der der Fig. durch ein weiteres Element, nämlich einen Befeuchter 27, der zwischen dem Venturirohr 18 und dem Einwegventil 14 geschaltet ist.

Das in Fig. 3 dargestellte Gerät arbeitet wie folgt: Genau wie bei dem Gerät der Fig. 1 erfolgt zunächst die Einstellung des Beatmungsdruckes vermittels des Hahns 6, die bedarfsabhängige Einstellung des Drucks vermittels des Hahns 7 und die Einstellung der Beatmungsgasmenge vermittels des Hahns 17.

Wenn der Patient Atmungsbedarf hat, d.h. wenn er durch das Mundstück 16 einatmest, wird im Körper des Einwegventils 14 und damit auch in der Rohrleitung 22 ein Unterdruck erzeugt, welcher

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zu den Steuereingängen C4 der beiden Verstärker 3 und 5 übertragen wird. Aufgrund dieses Unterdruckes bewirkt der durch den Steuereinganc C3 ständig in den monostabilen Verstärker 3 eingeführte Steuerstrahl eine Ablenkung des Hauptstrahls zu der;; Ausgang 1 des Verstärkers 3, d.h. zu dem Steuereinganc C3 des bistabilen Verstärkers. In dem letztgenannten Verstärker wird daher der Hauptgasstrahl zu dem Ausgang 1 abgelenkt, wodurch einerseits das Schaltrelais geöffnet und andererseits der in dem Einwegventil 14 befindliche Luftsack ä aufgebläht wird. Das von dem Schaltrelais 11 kommende Gas gelangt einerseits zu dem Zerstäuber innerhalb des Befeuchters 27 und andererseits durch den Hahn 17 hindurch in das Venturirohr 18, in welchem sein Volumen durch Zugabe von 5o % atmosphärischer Luft verdoppelt wird. Das Gas gelangt schließlich durch das Einwegventil 14, die biegsame Schlauchleitung 15 und das Mundstück 16 hindurch zu den Atemwegen des Patienten.

Wenn der durch die Rohrleitung 22 zu den Steuereingängen C4 der beiden Verstärker 3 und 5 zugeführte Druck größer wird ύ als der des Hauptstrahls des bistabilen Verstärkers, der durch den Hahn 6 vorab eingestellt wird, wird der Hauptstrahl in dem bistabilen Verstärker 5 von dem regelbaren Ausgang 1 in den Ausgang Ü abgelenkt, wodurch das Relais 11 geschlossen, der Luftsack des Ventils 14 geleert und die Ausatmungsöffnung des Einwegventils wie bei dem Gerät der Fig. 1 geöffnet wird.

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Es soll nun die Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Beatmungsgerätes bei selbsttätigem Betrieb beschrieben werden. Zunächst wird der Hahn 8 mehr oder weniger weit geöffnet, je nachdem ob die gewünschte Zeit für die Ausatmungspause mehr oder weniger lang sein soll. Während der Beatmungszeit erscheint kein Druck an dem Ausgang O des bistabilen Verstärkers 5, und die Membran 42 des pneumatischen Relais 34 nimmt die in Fig. 4 dargestellte Lage ein, in welcher die öffnung nicht verschlossen ist. Daher wird der am Ausgang 0 des monostabilen Verstärkers erscheinende Gasstrahl durch den geöffneten Hahn 8 dem Einlaßkanal 39 des pneumatischen Relais 34 zugeführt. Da die öffnung 4l nicht durch die Membran 42 verschlossen ist, kann das Gas durch diese öffnung 41 zur freien Atmosphäre hin austreten, die Kammer 4o wird nicht unter Druck gesetzt und der Luftsack 36 bläht sich nicht auf. Zu Ende der Beatmungsperiode erscheint der Hauptstrahl in dem bistabilen Verstärker 5 aufgrund des Druckes in der Rohrleitung 22 an dem Ausgang O des Verstärkers, da ein Druck durch die Rohrleitung 44 zur Kammer 43 übertragen wird. Dieser Druck führt zur Verformung der Membran 42, welche somit die öffnung 41 verschließt. Vermittels des durch die Rohrleitung 39 zugeführten und unter Druck stehenden Gases wird der Luftsack 36 aufgeblasen, so daß seine Hülle die Mündung der Rohrleitung 38 verschließt, welche mit der Entlüftungsöffnung El verbunden, ist (Fig. 5). Durch das Verschließen der Entlüftungsöffnung El wird der Hauptstrahl in dem bistabilen Verstärker

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5 zum Ausgang 1 abgelenkt, und somit eine neue Beatmungsphase eingeleitet. Der Druck am Ausgang O des bistabilen Verstärkers 5 baut sieh ab, so daß sieh der Luftsaek 36 infolge des in der Kammer 35 herrschenden und auf die äußere Hülle des Luftsackes 36 einwirkenden atmosphärischen Druckes entleert. Somit nimmt der Luftsack wieder die in Fig. 4 dargestellte Lage ein. Der Hauptstrahl im Inneren des bistabilen Verstärkers 5 bleibt jedoch trotz der wieder hergestellten Verbindung zwischen Entlüftungsöffnung El und Atmosphäre aufgrund der Arbeitsweise dieses bistabilen Verstärkers 5 zum Ausgang 1 hin abgelenkt.

- Patentansprüche 109830/1367

Claims

Patentansprüche

IJ Statisches Beatmungsgerät zur künstlichen Beatmung, das zwischen einem Mundstück und einer unter Druck stehenden Gasquelle anschließbar ist, gekennzeichnet durch zwei an sich bekannte Flüssigkeitsverstärker "des Wandeffekttyps", nämlich einem ersten, monostabilen Verstärker (3) mit einem Eingang (PS) und zwei asymmetrischen Ausgängen (0 bzw. 1), die jeweils

flb dem Ruhezustand bzw. dem Schaltzustand entsprechen, und mit einem auf der Seite des einen Ausgangs (0) angeordneten ersten und einem diesem gegenüberliegend auf der Seite des anderen Ausgangs (1) angeordneten zweiten Steuereingang (C3, C4), und einem zweiten, bistabilen Verstärker (5) mit einem Eingang (PS) und zwei symmetrischen Ausgängen (O bzw. 1), die jeweils dem Ruhezustand bzw. dem Schaltzustand entsprechen, und mit einem auf der Seite des einen Ausgangs (0) angeordneten ersten und einem diesem gegenüberliegend auf der Seite des anderen

_ Ausgangs (1) angeordneten zweiten Steuereingang (C3, C4), wobei die beiden Verstärker so angeordnet sind, daß ihre beiden Eingänge (PS) jeweils mit einem an die Gasdruckquelle (1) angeschlossenen Druckregler (2) verbunden sind, der eine Ausgang (0) des monostabilen Verstärkers (3) mit dem ersten Steuereingang (C3) desselben Verstärkers verbunden ist und durch diesen einen auf den Hauptstrahl einwirkenden und diesen in Richtung des dem Schaltzustand entsprechenden Ausgangs (1) beaufschlappenden Strahl abgibt, der andere Ausgang (1) des monosta-

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bilen Verstärkers (3) mit dem ersten Steuereingang (C3) des bistabilen Verstärkers (5) verbunden ist, der eine Ausgang (O) des bistabilen Verstärkers (5) mit einem dritten Steuerelement des bistabilen Verstärkers (5) verbunden ist, das aus einem dritten Steuereingang (Cl) oder einer Entlüftungsöffnung (ΞΙ) besteht, der bzw. die auf der Seite des ersten Steuereinsangs (C3) und des einen Ausgangs (0) angeordnet und vermittels eines Kreislaufs mit einem Hahn (8) zum Einstellen der Zeit für die Ausatmungspause steuerbar ist, der andere Ausgans (1) des bistabilen Verstärkers (5) einerseits mit dem Steuereingang eines pneumatischen Schaltrelais (11) und andererseits über eine Rohrleitung (12) rät dem Inneren eines Luftsackes (13) verbunden ist, welcher dazu dient_s die zur Atmosphäre führende Öffnung oder Ausatmungsöffnung (2o) eines mit dem Mundstück (16) verbundenen Einwegventils (1*0 zu verschließen, das Schaltrelais (11) außerdem in Reihe in einem Kreislauf geschaltet ist, der den Ausgang des Druckreglers (2) mit dem Einwegventil (14) verbindet und zwischen dem Schaltrelais (11) und dem Ventil (14) nacheinander einen Hahn |

(17) zum Einstellen der Beatmungsgasmenge und ein Venturirohr

(18) aufweist, das an seinem Ausgang über eine Rohrleitung (IQ) mit dem Ventil (lh) verbunden ist, und die beiden Steuereingänge (C¹I) der beiden Verstärker über eine Rohrleitung (22) miteinander und mit entweder dem Venturirohr (18) oder dem Ventil (l^J0 verbunden sind.

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2. Beatr.iuntjSi.erat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₃ ciafo in der den einen Ausgang (0) des nonostabilen Verstärkers (3) r,;it dem ersten Steuereingang (C3) desselben Verstärkers verbindenden Rohrleitung ein Hahn (7) zum bedarfsabliänrigen LinsteIlen des Drucks angeordnet ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kreislauf, v/elcher den einen Ausgang (0) des bistabilen Verstärkers (5) mit dem auf der Seite seines ersten Steuereingangs (C3) befindlichen dritten Steuereingang (Cl) verbindet, hintereinander ein liahn (8) zum Einstellen der Zeit für die Atempause, ein zum selbsttätigen betrieb des Kreislaufs dienenuer pneumatischer Schalter (9) und ein Speicherbehälter (lo) von konstantem Volumen angeordnet sind.

4. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in de:.: Kreislauf, welcher den Ausgang (0) des bistabilen Verstärkers (5) mit der einen Entlüftungsöffnung (IiI) verbindet, welche das auf der Seite des ersten oteuereingangs (C3) befindliche dritte Steuerelement des bistabilen Verstärkers darstellt, ein mit dem Ausgang des liahns (8) zum Einstellen der Zeit für die Ausatmungspause verbundenes pneumatisches Relais (34) vorgesehen und der Eingang des liahns vermittels einer Rohrleitung (45) mit dem einen Ausgang (0) des monostabilen Verstärkers (3) verbunden ist.

^!5- Beatmungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Relais (34) aus einem Relaiskörper mit einer

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Kammer (35) besteht, In der sich ein aufblähbarer Luftsack (3b) befindet, die Kammer (35) normalerweise über öffnungen (37) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, eine iidt der einen Entlüftungsöffnung (El) verbundene Rohrleitung in einer solchen foeise in die Kammer (35) mündet, daß sie durch den Luftsack (36) verschließbar ist, wenn dieser aufgebläht ist, das Innere des Luftsacks einerseits mit einer zu dem Hahn (8) zum Einstellen der Zeit für die Ausatmungspause führenden weiteren Rohrleitung (39) und andererseits über eine öffnung ύ (41), die durch eine verformbare Membran (42) verschließbar ist, mit einer mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehenden Kammer (4o) verbunden ist, und daß sich die der öffnung (41) abgewandte Seite der Membran (42) gegenüber einer Kammer (43) befindet, die über eine Rohrleitung (44) mit dem einen Ausgang (0) des bistabilen Verstärkers (5) verbunden ist.

6. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (PS) des monostabilen Verstärkers (3) mit dem Ausgang des Druckreglers (2) über eine f Drosselstelle (4) verbunden ist, welche zum Verringern des Drucks am Eingang des Verstärkers (3) dient.

7. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (PS) des bistabilen Verstärkers (5) mit dem Ausgang des Druckreglers (2) über einen zum Einstellen des Beatmungsdrucks dienenden Hahn (6) verbunden ist.

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8. Leatnunes^erät nach eine:;; der- ^nspr-äche 1-7, öauurch gekennzeichnet, ic Jl ötic Venturirohr (13) einer. ...ir.li/¹.· ."'Ir atmosphärische Luft aufweist, an oeu oiess aurcl, Inauktion ansau_e;bar ist, go daß am Aus^ant ^α©^Ξ Venturirohr?; (l£) sin Luft-Sauerstoff-Geiuisch aus gleichen volumetrische^ ..er. ei! entsteht.

9. Leatmun^sgerät riach einera der Anspräche 1 - cJ, :ic.durch gekennzeichnet, daß das Gerät einen mit den Aus.jan;; riea V'enturirohrs (18) verbundenen Anschlu£stutzen (26) auTiveist, der mit einem Befeuchter (27) verbunden ist, dessen Auslaßstutzen über die Rohrleitung (19) mit den i.inv:e£ventil (14) verbunden ist.

10. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gerät ii.i Inneren eines Gehäuses (24) befindet, auf dessen Vorderseite Stellknopfe (6a, 7a, Ga, 17a) jeweils für den Hahn (6) zum Einstellen des Deatiaur.i-.3-drucks, den Hahn (8) zum Einstellen der Zeit für die Leatir.ungspause, den Hahn (7) zum bedarfsabhänci£jen Linsteilen ues drucks bzw. den Hahn (17) zum Einstellen der Beatmungsgasmenge angeordnet sind, und das Gehäuse außerdem einen mit der Rohrleitung (22) verbundenen kombinierten Druck- und Unterdruckmesser (23) und einen mit der Gehäuseoberseite verbundenen T (25)'trägt.

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