DE68914715T2 - Beatmungsgerät zur Förderung der Lungenfunktion. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Beatmungsgeräte zum Induzieren oder Unterstützen der Lungenfunktion bei menschlichen Patienten.
• Für bestimmte Anforderungen besteht ein Erfordernis für ein Wiederbelebungs/Beatmungs-System, das auf jeden spontanen Atmungsversuch des Patienten derart anspricht, daß solche Bemühungen durch Modifizieren oder Unterbrechen des Betriebs des Systems beantwortet wird, so daß dieses nicht den Ansatz des Patienten zu einer Spontanatmung verhindert oder mit diesem in Konflikt gerät. Es sind mehrere Systeme bekannt, die diese Eigenschaften haben. Zwei der besser bekannten dieser Systeme sind das sogenannte "Synchronised Intermittent Mandatory Beatmung (SIMV) und das "Mandatory Minute Beatniung (MMV) -System.
• Für eine praktische Verwendung muß ein solches System empfindlich sein, um auf eine Atmungsleistung des Patienten (Anforderungsdruck) mit geringen Pegeln ansprechend hohe Ströme zu liefern. Eine Anordnung zur Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten in Antwort auf spontane Atmungsansätze ist die Verwendung eines üblichen Anforderungsventils wie es bei Beatmungsvorrichtungen für Flugzeugführer und bei Tauchausrüstungen verwendet wird. Dieses ist parallel mit einem üblichen Beatmungsgerät verbunden und ist derart angeordnet, daß während der Ausatmungsphase des Beatmungsgerätezyklus der Patient ein Einatmungsvolumen wie erforderlich anfordern kann: Siehe, beispielsweise, GB-A-1 576 118 und GB-A-1 583 273.
• Die andere erforderliche Funktion eines solchen Systems ist die Modifizierung oder die Unterbrechung der Wirkung des Beatmungsgeräts, wenn eine Anforderung mit einem ausreichenden Pegel auftritt. Wenn ein Anforderungsventil verwendet wird, um den Strom für ein spontanes Atmen zu schaffen wird die Verwendung eines weiteren Anforderungsdetektors zur Erzeugung eines Signals zum Modifizieren oder Unterbrechen des Beatmungsgerätbetriebs jedoch seine Empfindlichkeit verringern.
• Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, in einem Beatmungsgerätesystem mit einem Anforderungsventil, das ein spontanes Atmen durch den Patienten zuläßt, und einem Mittel zum Modifizieren der Aktion des Beatmungsgeräts in Antwort auf einen Gasfluß, der einer spontanen Anforderung des Patienten genügt, vorusehen, ohne die Empfindlichkeit des Anforderungsventils zu beeinflussen.
• Nach einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung daher ein Beatmungsgerätesystem mit Steuermitteln, die den Fluß des einatembaren Gases in einem Gasweg steuern, der sich von einer Quelle zu einem Ausgang erstreckt, und ein Anforderungsventil, das die Quelle mit dem Ausgang parallel zu dem Steuermittel verbindet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel ein pneumatischer Oszillator ist, der Beatmungszyklen schafft und gekennzeichnet durch Mittel zum Erkennen des Gasstromes durch das Steuerventil, wobei die Mittel ein Signal an den Oszillator ausgeben, um dessen Betrieb in Entsprechung zu dem Volumen des Gases, das von dem Anforderungsventil in ein Beatmungszyklus aufgenommen worden ist, zu modifizieren und zu unterbrechen, um die Dauer der Ausatmungsphase des Beatmungszyklus zu variieren.
• Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beatmungsgerätsystem zu schaffen, das für einen Anforderungsstrom sorgt unter Verwendung eines einfachen und zuverlässigen pneumatischen Oszillators zur Schaffung des Gasimpulszuges für eine erzwungene Beatmung und gesteuert durch einen einfachen pneumatischen Strömungsdetektor in einem Anforderungszufuhrflußweg, um so Ausgänge zu schaffen, die geeignet sind, um die Beatmung auf verschiedenen Pegeln der spontanen Atmung zu schaffen.
• Ein Beatmungsgerätesystem in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist Steuermittel auf, die einen atembaren Gasstrom in einem Gasstromweg steuern, der sich von einer Quelle zu einem Ausgang erstreckt, wobei ein Anforderungsventil die Quelle mit dem Ausgang Parallel zu dem Steuermittel verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel ein pneumatischer Oszillator mit einem Betätigungskolben ist, der Beatmungszyklen durch Öffnen und Schließen des Flußweges schafft und auf einen Rückkopplungsdruck anspricht, der von dem Ausgang hergeleitet wird, welcher eine Vorspannkraft unterstützt, die auf den Kolben in dem Sinne wirkt, daß der Flußweg gegen den Quellendruck, dem durch eine Strömungsbegrenzung in der Zufuhr des Anforderungsventils auf den Kolben in Richtung auf das Öffnen des Flußweges wirkt; durch einen Differentialdrucksensor, der verbunden ist, um auf einen Differentialdruck über die Strömungsbegrenzung ansprechend verbunden ist; und durch eine Mehrzahl von Unterbrechungsventilen, die angeordnet sind, um durch den Differentialdrucksensor bei jeweiligen unterschiedlichen Werten der gemessenen Druckdifferenzen betätigt zu werden, wobei die Unterbrecherventile angeordnet sind, um die Rückkopplungssteuerung des Oszillators selektiv zu bewirken, um die Dauer der Ausatmungsphase dessen Beatmungszyklus zu variieren.
• Es können zwei oder mehrere Unterbrecherventile vorgesehen sein, die jeweils angeordnet sind, um bei einem Individualwert der von dem Druckdifferenzsensor gemessenen Druckdifferenz betrieben zu werden. Da die gemessene Druckdifferenz eine Funktion der Tiefe einer spontanen Atmung über das Anforderungsventil ist, können die Unterbrecherventile so angeordnet sein, daß sie die Rückkopplungssteuerung des Oszillators bewirken, um so die Ausatmungsphasendauer des Oszillatorzyklus zu steuern, um den Atmungsansatz des Patienten zu vervollständigen, wobei dieser Ansatz über eine Zeitdauer variieren kann.
• Vorzugsweise bewirken die Unterbrecherventile die Rückkopplungssteuerung des Oszillators durch Öffnen eines Weges von der Gasquelle zu dem Rückopplungskreis, um so eine Rückkopplung, die von dem Ausgang des Oszillators hergeleitet wird, zu simulieren.
• Die Begrenzung in der Zufuhrleitung des Anforderungsventils, über der die Druckdifferenz erzeugt wird, um die Unterbrecherventile zu betätigen, können verschiedene Formen annehmen. Wenn dieser jedoch ein einfacher Restriktor mit typischen nicht-linearen Strömungscharakteristiken ist, wird er vorzugsweise durch ein Druckminderungsventil überbrückt, das öffnet, wenn die Druckdifferenz über der Restriktion einen vorgegebenen Wert erreicht, um so relativ unbeeinträchtigte hohe Anforderungsströme zu erlauben. Eine derartige Anordnung ermöglicht weiter ein zuverlässiges Erreichen der Empfindlichkeit der Betätigung mit der Verwendung einer Restriktion, die relativ geringe Hochdruckdifferenzen für kleine Anforderungsströme erzeugt, ohne daß jedoch große Ströme behindert werden, wenn diese von dem Patienten angefordert werden.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beinhalten eine "Anti-Schnapp-Anordnung", um die Antwort des Systems auf kurze, geringvolumige Anforderungen des Patienten zu verzögern und dadurch die Unterbrechung der Beatmungsaktion in Antwort auf Versuche des Patienten zu "schnappen", d. h., um wiederholte sehr kurze und flache Atmungen, die wenig oder nur eine geringe Beatmung der Lungen bewirken, zu verhindern. Diese Anordnung weist beispielsweise eine Restriktion auf, die durch ein Nicht-Rückkehr-Ventil in der Niederdruckverbindung zu dem Druckdifferenzsensor überbrückt ist.
• Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung der Grundlagen des Beatmungsgerätsystems nach der Erfindung;
• Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Beatmungsgerätsystems in Übereinstimmung mit der Erfindung; und
• Fig. 3 eine Zeitdarstellung und ein Gasflußdiagram Es wird jetzt auf Figur 1 Bezug genommen, die die wichtigen Komponenten eines Beatmungsgerätesystems nach der Erfindung zeigt. Das System weist ein Beatmungsgerät 1 mit einem pneumatischen Oszillator auf, der geeignet ist, den Strömungsweg zwischen einer unter Druck stehenden Druckquelle 2 und einem Ausgang 3, der sich typischerweise zu einem Patientenventil 4 erstreckt, das wiederum mit einer oronasalen Maske oder einer Trachealintubationseinrichtung verbunden ist, zu steuern. Für eine spontane Atmung oder für derartige Ansätze durch den Patienten ist der von dem Beatmungsgerät 1 gesteuerte Flußweg durch ein Anforderungsventil 5 überbrückt, dessen Zufuhrleitung einen Detektor 6 zum Erkennen eines Gasstroms zu dem Beatmungsgerät aufweist und das ein Signal ausgibt, um den Betrieb des Beatmungsgeräts 1 zu beeinflussen.
• Die erforderliche Eigenschaft eines solchen Systems besteht darin, daß dann, wenn der Patient einen Ansatz zum spontanen Atmen macht, das Anforderungsventil öffnet, um Gas zur Befriedigung dieses Ansatzes zuzuführen, während der Betrieb des Beatmungsgeräts unterbrochen oder so modifiziert wird, daß er nicht den Ansatz des Patienten zu einer spontanen Atmung beeinträchtigt.
• Figur 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in Figur 2 gezeigte System ist grundsätzlich so aufgebaut wie in Figur 1, es ist jedoch gekennzeichnet durch die Verwendung eines pneumatischen Oszillators von der Art, wie er in FR-A 1 530 478 und der US-A 3 581 480 offenbart ist, der einen vorgespannten Kolben oder aber eine äquivalente Einrichtung 11 hat, die zwischen einer den Strömungsweg schließenden und einer den Strömungsweg öffnenden Position unter dem Einfluß von Gleichgewichtskräften auf diesen wie zwischen dem Druck der Gaszufuhr bei 12 einerseits und der Vorspannkraft, wie sie von einem Rückkopplungsdruck, der von dem Ausgang des Oszillators hergeleitet wird, beweglich ist. Zum Zwecke der Darstellung ist der Oszillator mit einem Kolben 11 dargestellt, der in einem Zylinder 13 hin- und herbeweglich ist und in eine den Flußweg schließende Richtung vorgespannt ist, und zwar in der Zeichnung nach rechts, mittels einer Feder 14. Der Kolben 14 steuert den Fluß von einer Quelle 12 zu einem Ausgangsanschluß 15 und sodann zu einem Auslaßzweig 16, der sowohl mit einer Ausgangsleitung 17 über ein Restriktor 18 und einer Rückkopplungsleitung 19 über einen Restriktor 20 verbunden ist.
• Bei dem Betrieb eines solchen Oszillators zur Erzeugung eines Zuges von Ausgangsdruckimpulsen für eine erzwungene Beatmung überwindet der Quellendruck auf dem äußeren Ringbereich auf der rechten Seite des Kolbens die Vorspannkraft, die von der Feder 14 ausgeübt wird, um den Kolben in der Zeichnung nach links zu bewegen, um einen Strömungsweg der Quelle 12 zu dem Ausgangsanschluß 15 zu öffnen und um das gesamte rechtsseitige Ende des Kolbens dem Quellendruck auszusetzen. Die Zeichnung zeigt den Oszillator in diesem Zustand. Gas strömt sodann durch den Auslaßzweig 16 und die Drossel 18 zu dem Patienten und weiter über eine Rückkopplungsleitung 19 zu dem linken Ende des Zylinders 13 mit einer Rate, die durch die Drossel 20 bestimmt wird. Der Gasdruck, der so auf dem linken Ende des Zylinders aufgebaut wird, wirkt auf das entsprechende Ende des Kolbens 11, um die Vorspannkraft aufgrund der Feder 14 zu unterstützen. Schließlich wird die Balance der Kräfte auf den Kolben diesen nach rechts bewegen, um eine Abdichtlippe um den Anschluß 15 zu ergreifen, um so den Stromfluß zu diesem und zu dem Auslaßzweig 16 zu unterbrechen.
• Es wird jetzt eine Ausatmungsphase betrachtet. Der Druck auf dem linken Ende des Zylinders nimmt durch den Strom durch die Drosseln 20 und 18 ab und schließlich kehrt sich die Kraftbalance auf den Kolben um und dieser bewegt sich wieder nach links, um eine weitere Einatmungsphase zu initiieren.
• Der Oszillator kann in verschiedenen Formen und tatsächlichen Geräten ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Drossel 20 durch verschiedene Drossel/Nicht- Ventil-Netzwerke ersetzt werden, um besondere Zyklusmuster in dem Ausgang und unterschiedliche Betriebssteuermöglichkeiten zu schaffen. Die Vorspannung des Kolbens kann durch andere Mittel als durch eine Feder bewirkt werden, beispielsweise kann der Kolben unterschiedliche Bereiche haben, die auf die gegenüberliegenden Enden wirken, so daß dann, wenn beide Enden demselben Druck ausgesetzt sind, eine Nettodrosselung in Richtung auf die den Flußweg schließende Position gegeben ist. Der Kolben kann durch eine äquivalente Membrananordnung ersetzt sein. Während in der dargestellten Anordnung der Anschluß 15 den Auslaß bildet, kann dieser stattdessen den Einlaß der Gasquelle bilden.
• Vorzugsweise beinhaltet der pneumatische Oszillator das Merkmal der Erfindungen, die Gegenstand der auch anhängigen Patentanmeldungen 89 304 852.6 und 89 304 855.3 (EP-A-0 343 818 und EP-A-O 342 883) sind.
• Das in Figur 2 gezeigte System weist weiter ein Anforderungsventil 30 eines geeigneten Typs auf, das mit der Ausgangsleitung 17 verbunden ist und atembares Gas von derselben Quelle wie der Oszillator zieht, gezeigt als ein Anschluß 31, über eine Zufuhrleitung 32, die eine Drossel 33 aufweist, welche vorzugsweise durch ein Überbrückungs-Druckminderungsventil 34 überbrückt ist.
• In diesem Ausführungsbeispiel wird der Anforderungsströmungsdetektor durch einen Druckdifferenzsensor 35 gebildet, bei dem es sich beispielsweise wie dargestellt um eine Membraneinrichtung handeln kann, oder aber um eine Kolbeneinrichtung, die über der Drossel 33 in der Zufuhrleitung 32 zu dem Anforderungsventil verbunden ist, um so auf Druckdifferenzen anzusprechen, die über der Drossel 33 durch einen Strom von dem Anschluß 31 durch die Leitung 32 zu dem Anforderungsventil 30 erzeugt werden
• Die Drossel 33 kann eine einfache Drosselklappe oder eine entsprechende Strömungsdrossel sein, und, wie dargestellt, ist die Drossel 33 vorzugsweise durch das Druckminderungsventil 34 überbrückt, das angeordnet ist um zu öffnen, wenn die Druckdifferenz über der Drossel 33 einen vorgegebenen Wert erreicht, wodurch eine unerwünschte Impedanz von hohen Anforderungsströmen verhindert wird.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Differenzsensor 35 mit einem Paar von Unterbrechungsventilen 36, 37 versehen, die angeordnet sind, um bei unterschiedlichen Pegeln der Druckdifferenz, wie sie von dem Sensor 35 gemessen worden sind, zu öffnen.
• Die Unterbrecherventile 36, 37 steuern jeweils den Gasstrom von einem Quellenanschluß 38 zu einer Leitung 39, die mit der Rückkopplungsleitung 19 des Oszillators 10 verbunden ist. Die jeweiligen Verbindungen zu den Ventilen 36, 37 zu der Leitung 39 weisen einzelne Begrenzer 40, 41 auf, die die Rate bestimmen, mit der das Gas zu der Leitung 39 strömt, wenn das zugehörige Unterbrecherventil offen ist.
• Bei Betrieb des dargestellten Ausführungsbeispiels wird jeder Ansatz des Patienten spontan während der Ausatmungsphase eines erzwungenen Beatmungszyklus des Oszillators 10 führt zu einer Öffnung des Anforderungsventils 30 und einem Gasstrom durch die Drossel 33. Dies erzeugt eine Druckdifferenz, die von dem Sensor 35 gemessen wird, die durch das Öffnen eines oder beider der Ventile 36 und 37 in Übereinstimmung mit dem Pegel der gemessenen Druckdifferenz antwortet Das Öffnen des einen oder beider der Ventile 36, 37 verursacht einen Gasstrom zu der Rückkopplungsleitung 19, während die Druckdifferenz aufrechterhalten bleibt, um den Restdruck, der von dem vorangehenden erzwungenen Beatmungsausgangsimpulses des Oszillators auf der linken Seite des Zylinders 13 hergeleitet ist, beizubehalten und so eine Verzögerung in einem Ausmaß zu bewirken, der von der Anforderungsströmungsrate und der Dauer der angeforderten Strömung abhängig ist (d. h. einem Ausmaß, der abhängig ist von dem Gasvolumen, der durch das Anforderungsventil abgewogen wird), den Zustand, bei dem der Ausgleich der Kräfte auf den Kolben es diesem erlaubt, sich nach links durch den Quellendruck, der auf das rechte Ende wirkt und um weitere erzwungene Beatmungsausgangsgasimpulse zu initiieren, zu bewegen.
• Eine Druckdifferenz, die einen relativ schwachen, spontanen Atmungsansatz durch den Patienten angibt, wird, beispielsweise, nur eine Öffnung des Ventils 36 bewirken. Der Begrenzer 40, der dem Ventil 36 zugehörig ist, ist von einer solchen Größe, daß der Strom zu der Rückkopplungsleitung ausreichend ist, um eine Bewegung des Kolbens 11 nach link, wie in der Zeichnung gezeigt, zu verzögern, um eine neue Einatmungsphase der erzwungenen Atmung zu initiieren, und zwar nur in einem ausreichenden Maß, um ein Einatmen durch den Patienten zu erlauben: d. h., die Einatmungsphase des erzwungenen Beatmungszyklus, in dem die Spontaneinatmung durch das Anforderungsventil austritt, wird geringfügig gestreckt, um der Einatmung der Spontanatmung, die während der Ausatmungsphase austritt, zu entsprechen.
• Ein stärkerer spontaner Atmungsansatz (eine vergrößerte Anforderungsströmung) erzeugt eine größere Druckdifferenz und öffnet auch das Ventil 37, so daß ein größerer Strom auf der Rückkopplungsleitung 19 auftritt und die Bewegung des Kolbens 11 zum Beenden der erzwungenen Beatmungs-Ausatmungsphase, in der die Spontaneinatmung aufgetreten ist, wird für eine gegebene Dauer der Spontanatmung, die den Anforderungsfluß verursacht, stärker verzögert.
• Wenn der Patient während der Ausatmungsphase einer erzwungenen Beatmung spontane Bemühungen zum Einatmen macht und ein Gasvolumen durch das Anforderungsvolumen über einen Schwellenwert zieht, modifiziert oder verhindert dieser Gasstrom durch das Anforderungsventil die Oszillatorwirkung. Bei einem geringen Ausmaß der Spontanatmung oberhalb des Schwellenwerts wird die Oszillatoraktion durch eine geeignete Erstreckung der Ausatmungsphase gedehnt, um ein Ausatmen der Spontanatmung zu erlauben, woraufhin der Oszillator eine weitere erzwungene Einatmungsphase initiiert, um den spontanen Ansatz zu vollenden. Sollte der Patient jedoch eine starke Spontanatmung derart beenden, daß ein zweiter Spontanatemzug beendet wird, bevor die (erstreckte) Ausatmungsphase der Oszillatoraktion beendet ist, wird die Ausatmungsphase weiter gestreckt Die Oszillatorwirkung wird so wirksam solange verhindert, wie die starke Spontanatmung anhält. Sollte die Spontanatmung dagegen zögerlich sein, wird die Verhinderung des Oszillators beendet und eine erzwungene Beatmung wird sich ergeben, wobei die erste erzwungene Beatmungseinatmungsphase nach einer Zeitdauer initiiert wird, die der letzten spontanen Atmung folgt, d. h. bestimmt durch die Tiefe des letzten Atemzugs.
• Es können mehr als die beiden dargestellten Verhinderungsventile 36, 37 vorgesehen sein, um so unterschiedliche Ausmaße in der Verzögerung für eine nachfolgende erzwungene Beatmungseinatmungsphase zu erzwingen, um verschiedene Tiefen von durch die Druckdifferenz, die über der Restriktion 33 gemessen worden sind, zu vollenden. In den meisten Fällen werden jedoch zwei Ventile ausreichen, wobei das eine (beispielsweise das Ventil 36) angeordnet ist, un bei einer ersten Druckdifferenzschwelle zu öffnen, die etwa einer Anforderungsflußrate, die der halben Flußrate gleich ist, die bei einer erzwungenen Beatmungseinatmungsphase gegeben ist, öffnet, wobei dieses Ventil mit einer Drossel (40) versehen ist, die eine Größe hat in Bezug auf die Drosseln 18 und 20, um die Initiierung einer weiteren erzwungenen Einatmungsphase nach einem Zeitraum, die der Stillstand des Anforderungsstroms folgt, mit einer maximalen Dauer zu veranlassen, die der Ausatmungsphasendauer in der erzwungenen Einatmung bei Fehlen eines Versuchs zum Spontanatmen entspricht, und in dem Fall eines Anforderungsstroms, der für die Dauer der erzwungenen Einatmung anhält, erreicht wird. Bei einer solchen Anordnung des ersten Verhinderungsventils kann das zweite Verhinderungsventil (beispielsweise das Ventil 37) angeordnet sein, um bei einer weiten, höheren Druckdifferenzschwelle, die etwa einer Anforderungsflußrate, die der Flußrate, die bei einer erzwungenen Einatmung auftritt, entspricht, öffnet und mit einer Drossel versehen ist, die in Bezug auf die Drosseln 18, 20, 40 ausgelegt ist, um eine Initiierung der nachfolgenden erzwungenen Inhalationsphase nach einer Zeitdauer zu verursachen, die dem Schließen der beiden Verhinderungsventile folgt, die eine Maximaldauer hat, welche der erzwungenen Beatmungsausatmungsphasendauer gleich ist, wenn das zweite Ventil für eine der Hälfte der Zeitdauer erzwungenen Inhalation entsprechenden Zeitdauer offen bleibt.
• Bei zwei Sperrventilen, die so angeordnet und eingestellt sind, versteht es sich, daß die Beatmungsgerätaktion modifiziert wird, wenn der Patient einen Ansatz zu einer Spontanatmung mit einer Anforderungsflußrate macht, die gleich ist oder aber die Hälfte, die bei einer erzwungenen Beatmung auftritt, übersteigt. Bei einer spontanen Einatmung des Patienten wird ein Volumen eingezogen, das derjenigen, die bei einer erzwungenen Inhalation auftritt, gleich ist oder mehr als die Hälfte dieser beträgt, abhängig davon, ob ein kurzer tiefer Atemzug oder aber ein erstreckter flacher Atemzug auftritt. Die Beatmungsgerätwirkung wird modifiziert, um eine Ausatmungsperiode zu schaffen, die der Spontanatmung folgt und gleich ist derjenigen während der erzwungenen Beatmung erzeugt wird.
• Die Sperrventile werden üblicherweise durch federkraftrückkehrende Kugelventile sein, es kann jedoch jeder andere geeignete Ventiltyp für diesen Zweck verwendet werden.
• Patienten, die einer erzwungenen Atmung unterzogen werden, antworten gelegentlich durch Versuche zu "schnappen", d. h. sie zeigen wiederholte kurze Dauern von flachen Atmungen, die eine vernachlässigbar geringe Lungenbeatmung zeigen, wobei die Strömung des frischen Gases begrenzt ist auf die oronasalen Passagen und die Luftröhre, d. h. , es ist für das Beatmungsgerät unerwünscht, das reguläre erzwungene Atmungsmuster infolge des Auftretens eines Schnappens zu beenden.
• Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Systems nach der Erfindung wird die Antwort der Sperrventile auf einen Ansatz zu einer Spontanatmung verzögert, um so eine wirksame Antwort auf einen sehr kurzen geringvolumigen Einatmungsansatz durch den Patienten zu verhindern.
• Die Niederdruckverbindung zu dem Sensor 35, d. h. die Leitung 35a, die von der Leitung 32 zwischen dem Anforderungsventil 30 und der Drossel 33 erstreckt, beinhaltet daher, wie in Figur 2 gezeigt, eine Drossel 35b, die durch ein Nichtrückstell-Ventil 35c überbrückt ist. Diese Anordnung verzögert die Verringerung des Drucks in dem Sensor 35 durch Begrenzen des Stromes durch diesen und dies verzögert die Antwort der Sperrventile 36, 37 auf eine Druckdifferenz, die über der Drossel 33 auftritt. Das Nichtrückkehr-Ventil 35c jedoch ermöglicht einen schnellen Wiederaufbau von Druck in dem Sensor, wenn die Strömungsanforderung endet, etwa zwischen "schnappenden" Atemzügen, so daß eine Abfolge von "Schnappatemzügen" nicht kumulativ die Sperrventile betätigen können.
• In Praxis hat sich ein Beatmungssystem, wie es beschrieben worden ist als in simulierten Versuchen gut arbeitend erwiesen. Wenn die Betriebsparameter für einen zufriedenstellenden Betrieb bei einem erwachsenen Patienten eingestellt sind, wird es gewöhnlich erforderlich sein, eine geringere Inhalationsrate vorzusehen, wenn die Inhalationseinrichtung für ein Kind verwendet werden soll. Im allgemeinen kann der Inhalationsfluß durch eine Einstellung der Drossel 18 in dem Ausgang des Oszillators 10 eingestellt werden. Obwohl die inhalationsflußrate durch ein solches Vorgehen reduziert werden kann, kann die Atmungsleistung, die erforderlich ist, um die Beatmungsaktion zu modifizieren oder zu unterbrechen, die durch die Drossel 33 bestimmt wird, zu hoch sein.
• Entsprechend kann die Drossel 33 einstellbar sein, um es so zu ermöglichen, den Pegel der Atmungsleistung über eine Modifikation bzw. Inhibition der Beatmungsaktion einzustellen. Vorzugsweise wären die Drossel 18 und die Drossel 33 fur eine gemeinsame Einstellung anzuordnen, etwa durch eine Kopplung, zo daß eine Einstellung der Drossel 18 durch eine entsprechende Einstellung der Drossel 33 begleitet wird.
• Typische Strömungsverläufe für Simulationen des Beatmungsbetriebs und für den Anforderungs/Inhibitionsbetrieb mit einem Beatmungssystem nach Figur 2 und mit den Inhibitionsventilen 36, 37 und ihren jeweiligen zugehörigen Drosseln 40, 41, die wie oben beschrieben eingestellt sind, sind in Figur 3 gezeigt. In der Praxis werden die Anforderungsatmungen nicht, wie gezeigt, rechteckig sein, so daß das Anforderungsvolumen eher größer ist als gezeigt, um eine gegebene Reduktion der Ausatmungszeit zu erreichen. Diese Verläufe zeigen in Figur 50 die regulär erzwungenen Beatmungsgasimpulse 51, die durch die grundlegende Oszillatoraktion erzeugt werden, wobei jeder Impuls eine gesetzte Inhalationsperiode 52 belegt, der eine eingestellte Ausatmungsperiode 53 folgt. Jeder Impuls 51 hat eine standardisierte Strömungsrate, die durch die Höhe 54 angegeben wird.
• Die Verläufe 60, 61 zeigen die Konsequenzen verschiedener Spontanatmungsanstrengungen durch den Patienten. Linie 60 zeigt eine Anforderungsatmung 60 bei einer Flußrate, die der Hälfte der erzwungenen Inhalationen 54 entspricht, jedoch für eine Dauer 52, die derjenigen einer erzwungenen Inhalation entspricht. Infolge der Öffnung des Ventils 36 für die Dauer des Atemzugs 62 folgt diese Atemzug 62 sodann eine Ausatmungsperiode, die in ihrer Länge der erzwungenen Beatmungsausatmungsperiode 53 entspricht.
• Sodann wird ein Atemzug 63 gezeigt, der eine Standardflußrate 54, jedoch eine Dauer 64 hat, die der Hälfte der eingestellten Periode 52 für eine erzwungene Einatmung entspricht. Infolgedessen sind die beiden Ventile 36 und 37 für die Dauer eines Atemzugs offen, diesem Atemzug 63 folgt eine Ausatmungsperiode 53. Der Atemzug 65 in Linie 60 entspricht einer Flußrate 54 und eine Dauer 52 der erzwungenen regelmäßigen Einatmung 51.
• Auf Linie 61 sind ein Paar von Atemzügen 66 mit einer Flußrate, die der Hälfte 54 und einer Dauer 52 entspricht, denen Ausatmungsperioden folgen, die die Hälfte einer erzwungenen Beatmungsausatmungsperiode entspricht, während ein nachfolgender Atemzug einer halben normalen Flußrate 54 jedoch mit einer vollen Dauer 52 (d. h. wie der Atemzug 62) hat, der eine normale Ausatmungsperiode folgt.

Claims (9)

1. Beatmungssystem mit einem Steuermittel (1) , das einen Strom eines Atemgases in einem sich von einer Quelle (2, 12) zu einem Ausgang (3, 17) erstreckenden Flußwege steuert, und mit einem Anforderungsventil (5, 30) , das die Quelle rit einem Ausgang parallel zu dem Steuermittel verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (1) ein pneumatischer Oszillator (10) ist, der Beatmungszyklen bildet und gekennzeichnet durch Mittel (6, 35) zum Richten eines Gasstromes durch das Anforderungsventil (5, 30), wobei die Mittel (6, 35) ein Signal an den Oszillator (10) ausgeben, um dessen Betrieb in Abhängigkeit von dem Anforderungsventil (5, 30) in einem Beatmungszyklus entnommenen Gasvolumen zu Modifizieren oder zu Inhibitieren, um die Dauer der Ausatmungsphase des Beatmungszyklus zu variieren.

2. Ein Beatmungssystem mit einem Steuermittel (1), das ein in einem sich von einer Quelle (2, 12) zu einem Ausgang (3, 17) erstreckenden Flußweg strömendes Atemgas steuert, und mit einem Anforderungsventil (5, 30), das die Quelle mit dem Ausgang parallel zu dem Steuermittel verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (1) ein pneumatischer Oszillator (10) mit einem Betriebskolben (11) ist, der durch Öffnen und Schließen des Flußweges Beatmungszyklen schafft und auf einen Rückkopplungsdruck, der von dem Ausgang hergeleitet wird, ansprechend in Ergänzung zu einer Vorspannkraft, die auf den Kolben in dem Sinne wirkt, daß sie dazu neigt, den Flußweg gegen die Kraft der Quelle, die auf den Kolben in dem Sinne, daß sie zum Öffnen des Flußweges neigt, anspricht; durch eine Strömungsdrossel (33) in der Zufuhr zu dem Anforderungsventil (5, 30); durch einen Differenzdrucksensor (35) , der ansprechend auf die Druckdifferenz über die Strömungsdrossel (33) verbunden ist; und durch eine Mehrzahl von Inhibitionsventilen (36, 37), die dazu angeordnet sind, durch den Differenzdrucksensor (35) bei jeweils unterschiedlichen Werten der gemessenen Druckdifferenz betätigt zu werden, wobei die Inhibitionsventile (36, 37) dazu angeordnet sind, die Rückkopplungssteuerung des Oszillators (10) selektiv zu bewirken, um die Dauer der Ausatmungsphase eines Beatmungszyklus von diesem zu variieren.

3. Ein Beatmungssystem nach Anspruch 2, wobei die Inhibitionsventile (36, 37) eine Rückkopplungssteuerung des Oszillators (10) durch Öffnen eines Weges von der Gasquelle (2, 12) zu dem Rückkopplungszweig beeinflussen, um so einen Rückkopplungsdruck zu simulieren, der von dem Ausgang (3, 17) des Oszillators hergeleitet wird.

4. Ein Beatmungssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Drossel (33) in ihrer Zuführung zu dem Anforderungsventil (5, 30) durch ein Druckminderungsventil (34) überbrückt wird.

5. Ein Beatmungssystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, mit Mitteln (18) zum Einstellen der wechselnden Strömungsabgabe durch den Oszillator.

6. Ein Beatmungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit Mitteln (33) zum Variieren des Pegels der angeforderten Strömung, bei der die Betrieb der Inhibitionsventile auftritt.

7. Ein Beatmungssystem nach den Ansprüchen 5 und 6, wobei die Mittel (18) zum Einstellen der wechselnden Strömung so angeordnet sind, daß sie synchron mit den Mitteln (33) zum Ändern des Anforderungsströmungspegels arbeiten.

8. Ein Beatmungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit Verzögerungsmitteln zum Verzögern der Antwort auf einen erkannten Anforderungsgasstrom.

9. Ein Beatmungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7 und 8, wobei die Verzögerungsmittel eine Drossel (35b) in der Niederdruckverbindung mit dem Differenzdrucksensor (35) aufweisen und ein Nicht-Rückstellventil (35c) die Drossel (35b) überbrückt, um einen raschen Wiederaufbau des Drucks an dem Sensor zu erlauben.