DE2645675B2 - Beatmungsventil für Beatmungsgeräte - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Beatmungsventil für Beatmungsgeräte entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.

Das Beatmungsventil als wesentlicher Bauteil der Beatmungsgeräte soll eine möglichst weitgehende Anpassung des Beatmungsvorganges an den Zustand des Geräteträgers, also an die jeweilige Atemfrequenz und die Atemintensität, ermöglichen.

In einem bekannten Beatmungsgerät erfolgt die Anpassung des Beatmungsvorganges an die jeweilige Atemfrequenz und Atemintensität des Patienten mittels einer druckempfindlichen Vorrichtung. Diese Vorrichtung enthält in einem gemeinsamen Gehäuse eine Vordruckkammer und eine Ausatemkammer, die durch eine druckempfindliche, als Membran ausgebildete Umschaltvorrichtung voneinander getrennt sind. Die Vordruckkammer ist an das unter Druck zugeführte Nährgas, das Atemgas, angeschlossen. Es sind Mittel zur Zufuhr und zur Regelung der Entlüftung durch einen Schlitz vorhanden. Die Ausatemkammer ist mit der vom Patienten kommenden Ausatmungsleitung verbunden. Die Abführung der Ausatemluft nach außen erfolgt über einen Kanal durch ein Rückschlagventil. Ein durch die Stellung der Umschaltvorrichtung gesteuertes Ventil öffnet diesen Kanal zur und während der Ausatmephase und verschließt ihn während der Einatemphase. Der Vordruckkammer ist in der Atemgaszuführung ein gleichfalls von der Umschaltvorrichtung gesteuertes Umschaltventil vorgeschaltet, das in der Einatemphase, die durch eine Einatmungsbemühung des Patienten ausgelöst wird, die Atemgaszuführung zur Vordruckkammer abschließt und gleichzeitig die Zuführleitung zum Patienten öffnet. Mit dem Umschalten in die Ausatemphase, die nach dem Erreichen eines bestimmten Druckes in der Lunge erfolgt, wird die Zuführleitung zum Patienten geschlossen und die Atemgaszuführung zur Vordruckkammer geöffnet.

Voraussetzung dazu wäre jedoch eine genaue Steuerung des Vordruckes. Dies ist mit den vorhandenen Mitteln zur Regelung der Zufuhr des Atemgases und der Entlüftung der Vordruckkammer, die voneinan-

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45 der abhängig sein können, kaum möglich, zumal der Druck des Atemgases selbst eine weitere Variable darstellt Das Abströmen von Ateaigas durch den Entlüftungsschlitz der Vordruckkammer ergibt einen unnötigen zusätzlichen Atemgasverbrauch. (DE-AS 12 36 135).

Ein bekanntes Atemmundstück eines Atmungs- und Resuszitationsgerätes mit Fernsteuerung für hyperbarische Kammern besitzt eine primäre Membran, die das Gehäuse in eine mit der Außenatmosphäre verbundene und eine mit dem Atemschlauch zum Benutzer verbundene Kammer trennt An die letztere ist über ein Durchflußventil die Atemgasversorgung angeschlossen. Die primäre Membran öffnet mittels einer Hebelanordnung über eine sekundäre kleine Membran das Durchflußventil. Die Öffnung erfolgt mit der Einatmungsbemühung des Benutzers. Das Durchflußventil schließt wieder nach Druckanstieg an der primären Membran, wenn diese in die Ausgangslage zurückgeht EineSteuerung der Gaszuführung mit einem gewünschten Überdruck in der Lunge ist nicht möglich. (DE-OS 21 59 807).

Es ist ein weiterer Bedarfsregler für die künstliche Beatmung bekannt, der für den Benutzer, wenn gewünscht, automatisch Atemgas und auch in der gewünschten Menge liefert Er öffnet in dem Augenblick, in dem der Druck durch die Einatmung nur wenig unter den Umgebungsdruck absinkt Er besteht aus einem Gehäuse mit einem druckempfindlichen Bauteil, einer Membran, deren eine Seite dem Druck in der Atmungskammer und deren andere Seite der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt ist. Die Atmungskammer ist sowohl mit dem Atemgasvorrat als auch mit der Leitung zum Benutzer verbunden. In der Zuführung vom Atemgasvorrat ist ein Drosselklappenventil angordnet, das funktionell über eine Hebelanordnung mit der Membran verbunden ist. Bei einem Unterdruck in der Atmungskammer mit Bewegung der Membran wird das Drosselklappenventil geöffnet, so daß Atemgas einströmen kann. Bei Druckausgleich zum Umgebungsdruck wird es wieder geschlossen. Eine Steuerung der Atemgaszuführung bis zu einem gewünschten Überdruck ist nicht möglich. (US 29 88 097).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungsventil zu schaffen, das durch einen Einatem-Unterdruckimpuls des Patienten den Atemgasstrom auslöst, wobei dieser in seiner Größe unabhängig ist von dem stufenlos einstellbaren Druckwert in der Lunge am Ende der Einatemphase, mit dem er wieder abgeschaltet wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches.

Die mit dieser Lösung erzielten Vorteile ergeben sich aus der vom Umschaltdruck Einatemphase zu Ausatemphase unabhängigen Größe des Einatem-Unterdruckimpulses. Damit ist auch für schwache Patienten eine sichere Ansteuerung der Einatemphase sichergestellt. Die zweite Membran unterstützt die Einatmung in der Beginnphase durch ihre zusätzlich beaufschlagte Fläche. Der Druck auf diese Membranfläche wirkt zusätzlich ventilöffnend. Der Druck in der abgetrennten Kammer wird durch den entsprechend gewählten Querschnitt der Druckausgleichsleitung erst mit einer Verzögerung den Druck aus der Patientenanschlußleitung erreichen.

Das Langloch in der Verbindungsstange sichert in baulich einfacher Weise, daß die Zufuhr des Atemgases wirklich erst nach dem Erreichen des gewünschten Druckes in der Lunge abgeschaltet wird. Es stabilisiert

das Umschaltsystem, so daß kleine Druckschwankungen in den Atemwegen nicht vorzeitig zum Umschalten führen. Der Federpilz zur Einstellung des gewünschten Druckwertes in der Lunge gestattet rait seiner Aufhängung an dem Anschlag eine einfache Konstruktion zur Lösung des Teils der Aufgabe, nach dem die Größe des Einatemunterdruckes unabhängig vom Druckwert in der Lunge bleiben soll.

Das Beatmungsventil nach der Erfindung ist einfach, bestehend aus nur wenigen Bauteilen aufgebaut Die für Beatmungsgeräte notwendige Reinigung und Desinfektion ist ohne Schwierigkeiten möglich, eine Dejustiening von mehreren Einstellgliedern ist nicht zu befürchten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Das zur Beatmung verwendete Atemgas (z. B. Druckluft oder Sauerstoff oder ein anderes ^.tembares Gemisch) steht unter Druck (wahlweise 1 bis 6 bar) an dem Ventil 1 an. Das Ventil 1 wird von dem Krater 2 und der Ventilmembran 3 gebildet Die Ventilmembran 3 wird durch den Stößel 4 und die Druckfeder 5 auf den Krater 2 gedrückt Der Stößel 4 ist in der Buchse 6 geführt In das Langloch 7 des Stößels 4 greift ein Hebel der Hebelmechanik 8 ein. Die Hebelmechanik ist drehbar im Lager 9 gelagert. Der andere Hebel der Hebelmechanik 8 greift in das Langloch 10 der Verbindungsstange 11 ein. Die Verbindungsstange 11 koppelt die Steuermembran 12 und die zweite Membran 13, zwischen denen die Druckkammer 14 gebildet ist, miteinander. Die Druckkammer 14 ist über die Patientenanschiußleitung 15 mit dem Patienten verbunden. In die Druckkammer 14 mündet die Verbindungsleitung 16, die bei geöffnetem Ventil 1 das Atemgas zur Druckkammer 14 führt

Von der Patientenanschiußleitung 15 führt die Druckausgleichsleitung 20 in die Kammer 21. Die Steuermembran 12 wird in der zur Atmosphäre hin offenen Kammer 22 von dem Federpilz 23 berührt. Der Federpilz 23 steht unter dem Druck der Druckfeder 24, die mittels des Stellkopfes 25 über das Gewinde 26 in der Gewindebuchse 18 stufenlos vorgespannt werden kann. Die maximale Eintauchtiefe des Federpilzes 23 in die Kammer 22 ist durch den Anschlag 17 der Gewindebuchse 18 begrenzt. Der Handbetätigungsknopf 19 dient der manuellen Ansteuerung der Verbindungsstange 11.

Die Verbindungsleitung 16 enthält weitere für die Beatmungsparameteränderung notwendige Bauelemente. Es können diese z. B. ein Gasmengenregelventil, ein Injektor-Gasmischelement mit federbelastetem Rückschlagventil und eine flowgeregelte Druckgasleitung zum Antrieb eines nicht dargestellten Aerosolzerstäubers sein.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels ist die folgende:

Ein Einatem-Unterdruckimpuls des Patienten gelangt über die Patientenanschiußleitung 15 in die Druckkammer 14 und über die Druckausgleichsleitung 20 in die Kammer 21. Dadurch entsteht an der Steuermembran 12 wegen der freien Verbindung der Kammer 22 mit der Atmosphäre eine Druckdifferenz. Die zweite Membran 13 bleibt ohne Druckbeaufschlagung. Durch die Druckdifferenz an der Steuermembran 12 ergibt sich eine nach unten in Richtung zur Kammer 21 genchtete Bewegung der Verbindungsstange 11 und damit ein Aaslenken der Hebelmechanik 8. Dadurch wird der

lu Stößel 4 gegen die Spannung der Druckfeder 5 angezogen, so daß die Ventilmembran 3 unter dem Druck des Atemgases von dem Krater 2 abheben kann. Damit ist der Weg für das Atemgas durch das Ventil 1 zur Verbindungsleitung 16 frei. In der weiteren Bewegung der Ventilmembran 3, die dann ganz vom Krater 2 abgehoben ist wird die ganze Membranfläche mit dem Druck beaufschlagt und unterstützt somit die Öffnungsbewegung. Die Öffnungsbewegung wird außerdem dadurch unterstützt daß die zweite Membran 13 zu Beginn des Atemgaszufließens auf der Seite zur Druckkammer 14 stärker belastet wird als auf der Seite zur Kammer 21. Dies wird durch die Dimensionierung der Druckausgleichsleitung 20 erreicht, die dem Atemgasstrom einen Widerstand entgegensetzt Die

2ϊ zweite Membran 13 und damit auch die Verbindungsstange 11 bleiben durch die Verzögerung der Druckwirkung noch unten, die Hebelmechanik 8 bleibt langer ausgelenkt Die zweite Membran 13 unterstützt also zu Beginn der Einatmung den Öffnungsvorgang am Ventil

j) 1. Der ansteigende Druck in der Druckkammer 14 führt aufgrund der Druckdifferenz an der Steuermembran 12 zu einer Bewegung der Verbindungsstange 11 in Richtung zur Kammer 22. Wegen des Langloches 10 kommt es jedoch noch nicht gleich über den Stößel 4

j> zum Schließen der Ventilmembran 3 auf dem Krater 2. Zuvor muß der Druck in der Druckkammer 14 auf die Steuermembran 12 größer sein als die Gegenkraft aus dem Federpilz 23 durch die Druckfeder 24. Erst dann kann das Membransystem, bestehend aus der Steueren membran 12, der zweiten Membran 13 und der Verbindungsstange 11, sich so weit in Richtung der Kammer 22 bewegen, daß der Hebel der Hebelmechanik 8 auf der entgegengesetzten Seite des Langloches 10 zum Anschlag kommt und damit zu einer Bewegung

-ti gezwungen wird, die den Stößel 4 gegen die Ventilmembran 3 drückt, so daß über den Krater 2 die Atemgaszufuhr zur Verbindungsleitung 16 unterbrochen wird. Das Atemgas in der Verbindungsleitung 16 entspannt sich in die Druckkammer 14 hinein. Damit

ii) wird die Außenfläche der Ventilmembran 3 druckentspannt, womit der Schließvorgang am Ventil 1 unterstützt wird.

Der Druck in der Druckkammer 14 ist der Druck in der Lunge des Patienten. Diese Druckhöhe wird

j i bestimmt durch die stufenlos einstellbare Gegenkraft im Federpilz 23. Die Einstellung erfolgt mit dem Stellknopf 25. Bestimmend ist die Druckfeder 24. In dem Umsteuerungssystem besteht keine Abhängigkeit von dem Vordruck des Atemgases.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Beatmungsventil für Beatmungsgeräte mit einer Steuermembran, die eine über eine Anschlußleitung mit der Lunge des Benutzers verbundene Druckkammer gegenüber der Umgebung begrenzt und einem Ventil in der Atemgaszuführung, das fiber eine mit der Membran beweglich verbundene Hebelmechanik betätigt wird, gekennzeichnet durch eine parallel zur Steuermembran (12) angeordnete, mit dieser über eine Verbindungsstange (U) verbundene zweite Membran (13), die von der Druckkammer (14) eine Kammer (21) abteilt, die über eine Druckausgleichsleitung (20) mit der Patientenanschlußleitung (15) verbunden ist, wobei die Hebelmechanik (8) zur Ventilbetätigung in ein Langloch (10) der Verbindungsstange (11) eingreift, und durch einen der Verbindungsstange (11) gegenüber in einer Gewindebuchse (18) axial geführten, durch eine in ihrer Druckspannung über einen Stellkopf (25) stufenlos regelbare Druckfeder (24) gegen den Anschlag (17) der Gewindebuchse (18) gedrückten Federpilz (23).