DE2038618A1

DE2038618A1 - Druck-Atmungsgeraet

Info

Publication number: DE2038618A1
Application number: DE19702038618
Authority: DE
Inventors: Bird Morton Forrest; Pohndorf Louis Henry
Original assignee: BIRD MORTON FORREST; POHNDORF LOUIS HENRY
Current assignee: BIRD MORTON FORREST; POHNDORF LOUIS HENRY
Priority date: 1969-08-22
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1971-03-04
Also published as: GB1275687A; JPS4911196B1; DE2038618C3; DE2038618B2; US3630196A

Description

212 N.W. Cerritos, , 1227 Brewster Drive, Palm Springs, Kalif. El Cerrito, Kalif. (V. St. ν. A.) (V. St. v. A.)

Druck - Atmungsgerät.

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Serial No. 852 I86 vom 22. August 1969 in Anspruch genommen.

Handbetätigte Druck-Atmungsgeräte sind bereits bekannt. Die bekannten Ausführungen dieser Geräte weisen jedoch mehrere Nachteile auf. Beispielsweise werden die Beatmungsgase dem Patienten unter rechten Winkeln zu dem Zerstäuber und dem Mundstück zugeführt. Außerdem haben diese Geräte einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad. Es besteht daher der Bedarf für ein neuartiges und den bekannten Geräten gegenüber verbessertes Atmungsgerät.

Das vorgeschlagene handbetätigte Druck-Atmungsgerät ist an eine Gasdruckquelle anschließbar und besteht aus einer Venturianordnung, einem Zerstäuber, einem sattelförmigen Auflagestück und einem Anpaßstück für den Patienten. Die Venturianordnung weist einen Venturi-Durchlaßkanal und eine Düse auf, welche mit der Gasdruckquelle verbindbar ist und dazu dient, eine Strahlströmung in den Venturi-Durchlaßkanal einzuführen. Der Zerstäuber und das Auflagestück weisen jeweils mit dem

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in der VenturianOrdnung befindlichen Durchlaßkanal ausgerichtete Durchlaßkanäle auf. Das Anpaßstück für den Patienten ist an dem Zerstäubergehäuse befestigt und weist ebenfalls einen in Axialrichtung mit dem Venturi-Durchlaßkanal ausgerichteten Durchlaßkanal auf. Das von Hand betätigbare Ausatmungsventil ist an dem Gehäuse des Auflagestücks angeordnet und dient zur Einstellung der Einatmungs- und Ausatmungsphasen des Gerätes.

Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gerätes anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein seitlicher Aufriß eines handbetätigten Druck-Atmungsgerätes nach der Erfindung, das mit einer Druckquelle verbunden ist.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Druck-Atmungsgerät der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3~3 der Fig. 2.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch das Gerät und zeigt die Arbeitsweise während der Einatmungsphase.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch das Gerät und zeigt die Arbeitsweise während der Ausatmungsphase.

Das handbetätigte Druck-Atmungsgerät 11 läßt sich mit *»iner Druckquelle in der Form eines Luftverdichters 12 verbinden, dessen Auslaßstutzen 13 mit einem Durchflußregler U "srbunden ist. Der Durchflußregler weist einen Drehknopf 16 auf, durch den der Durchsatz durch den Regler Ik eingestellt

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wird. An dem Durchflußregler 14 befindet sich ein Druckmesser 17 zur Messung des dem Regler 14 zugeführten Luftdrucks. Der Durchflußregler 14 weist einen Auslaß-Anschlußstutzen 18 auf, der mit einer biegsamen Druckleitung 19 verbunden ist. Die Druckleitung 19 ist in der nachstehend beschriebenen Weise mit dem Atmungsgerät 11 verbunden.

Das handbetätigte Druck-Atmungsgerät 11 besteht aus einer Venturianordnung 21, an der ein Feinstzerstäuber 22 befestigt ist, an dem wiederum ein sattelförmiges Auflagestück 23 befestigt ist. Ein Anpaßstück für den Patienten in der Form eines Mundstücks 24 ist seinerseits an dem Auflagestück 23 befestigt.

Die Venturianordnung 21 besteht aus einem Gehäuse 26, durch das sich ein Venturi-Durchlaßkanal 27 erstreckt. Der Venturi-Durchlaßkanal 27 weist einen Einschnürabschnitt 27a auf. Das Gehäuse 26 ist mit verbreiterten Endabschnitten 26a und 26b versehen. Der Endabschnitt 26a ist in der dargestellten Weise mit einem Gewinde versehen und trägt einen Gewindedeckel 28, in dem sich eine Einspritzdüse 29 befindet, deren Abgabeende in Axialrichtung mit dem Venturi-Durchlaßkanal ausgerichtet ist. In dem Deckel 28 befinden sich seitliche öffnungen 31» durch welche der Venturi-Durchlaßkanal 27 mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht. Der Endabschnitt 26b des Gehäuses 26 weist Rippen 32 auf, die in einen Reibungseingriff mit dem Feinstzerstäuber 22 gebracht werden können.

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Der Feinstzerstäuber 22 ist im wesentlichen von herkömmlicher Ausführung und entspricht dem in der U.S. Patentschrift 3 172 4O6 dargestellten Typ. Wie aus der genannten Patentschrift im einzelnen ersichtlich, besteht der Feinstzerstäuber 22 allgemein aus einem aus zwei Gehäusehälften 36 und 37 gebildeten Gehäuse 34. Beide Gehäusehälften 36 und 37 sind jeweils mit einem Hauptdurchlaßkanal 38 bzw. 39 versehen, und diese Durchlaßkanäle sind in Axialrichtung zueinander und mit dem Venturi-Durchlaßkanal 27 ausgerichtet. Das Gehäuse 34 dient zur Aufnahme einer flüssigen Beimischung von Arzneistoffen, die während des Betriebes des Gerätes zum Einsatz gelangt. Diese Flüssigkeit steigt innerhalb des Kapillarrohrs 41 an, das sich in der Gehäusehälfte 36 befindet. Die Einspritzdüse 42 ist in der Gehäusehälfte 36 angeordnet und dient zur Abgabe eines über die öffnung des Kapillarrohrs 41 hinweg gerichteten Luftstrahls in den durch die Hauptdurchlaßkanäle 38 und 39 des Feinstzerstäubers hindurchgehenden Hauptluftstrahl. In P der Gehäusehälfte 36 ist gegenüber der Einspritzdüse 42 außerdem eine Kugel 43 angeordnet, so daß die innerhalb des Kapillarrohrs 41 ansteigende Flüssigkeit in kleine Teilchen zerteilt wird, die dann in den Hauptluftstrom durch die Durchlaßkanäle 38 und 39 gelangen. Die Gehäusehälfte 36 trägt einen Anschlußstutzen 44 mit einem Deckel 46. Der Anschlußstutzen 44 gestattet das Einführen von Flüssigkeiten in den Feinstzerstäuber vermittels einer Injektionskanüle. Ein T-Stück ist mit der Einspritzdüse 42 verbunden.

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Das sattelförmige Auflagestück 23 besteht aus einem Gehäuse 51, durch das hindurch sich ein in Axialrichtung mit dem Venturi-Durchlaßkanal 27 ausgerichteter Hauptdurchlaßkanal 52 erstreckt. Das Gehäuse 51 weist an einer zwischen seinen Enden liegenden Stelle eine große Ausatmungsöffnung 53 auf, die in Verbindung mit dem Durchlaßkanal 52 steht. Das Gehäuse 51 trägt ein Ventilglied 54, das knopfförmig ausgebildet ist und zum Verschließen der Ausatmungsöffnung 53 dient. An der Ausatmungsöffnung 53 befindet sich ein Ventilsitz 56, mit dem die sich konisch verjüngende Sitzfläche 57 des Ventilgliedes 54 in Eingriff kommen kann. Die konische Sitzfläche 57 trägt dazu bei, daß sich das Ventilglied 54 in bezug auf den Ventilsitz 56 selbst zentriert * Das Ventilglied 54 weist einen nach unten vorstehenden Ventilschaft 59 auf» Von dem unteren Ende des Schaftes 59 aus erstrecken sich vier in gegenseitigen Abständen auf dem Umfang angeordnete Schlitze 61 nach oben. Innerhalb des Ventilschaftes 59 befindet sich eine Bohrung 62, die von dem unteren Ende desselben nach oben geführt und hinterschnitten ist, so daß an dem unteren Ende des Schaftes 59 nach innen vorstehende Lippen 63 gebildet werden. Das Ventilglied 54 ist auf einem senkrecht angeordneten, schaftartigen und in einem Stück mit dem Gehäuse 51 ausgebildeten Trägerglied 66 verschiebbar gelagert, das sich entlang eines Durchmessers durch den Durchlaßkanal 52 erstreckt. Das Trägerglied 66 ist von allgemein zylindrischer Formgebung und weist eine hinterschnittene Ringnut 67 auf, die zur Aufnahme der an dem Schaft 59 befindlichen Lippen 63 dient. In dem

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Trägerglied 66 befindet sich ein Durchlaßkanal 68, der durch das Trägerglied 66 nach oben bis zu einem Ventilsitz 69 durchgeführt ist, welcher in einen Eingriff mit einer sich konisch verjüngenden Sitzfläche 71 gebracht werden kann, die an dem Yentilglied 54 ausgebildet ist. Das Ventilglied 54 ist aus einem solchen Werkstoff hergestellt, welcher gestattet, daß das untere Ende des Ventilschaftes 59 über das obere Ende

P des Trägergliedes 66 geschoben werden kann und die Ringlippen 63 in die Ringnut 67 eingesetzt werden können. Der Ventilsitz 69 kann als Entlüftungs-Ventilsitz bezeichnet werden, während der Ventilsitz 56 als Ausatmungs-Ventilsitz bezeichnet werden kann. Die gegenseitigen Abstände zwischen den Ventilsitzen 56 und 69 und den an dem Ventilglied 54 ausgebildeten konischen Sitzflächen sind sehr genau und mit engen Toleranzen bemessen, so daß diese beiden öffnungen im wesentlichen gleich-' zeitig geöffnet oder geschlossen werden. Die Höhe der Ringnut

k 67 in senkrechter Richtung ist so bemessen, daß sie eine begrenzte Verschiebung des Ventilgliedes 54 in bezug auf die Ventilsitze zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung gestattet.

Das Gehäuse 51 trägt einen Anschlußstutzen 73, an dem ein T-Stück 74 befestigt ist. Das sattelförmige Auflagestück 23 ist mit einem Handgriff 76 versehen, mit dem der Patient das Gerät halten kann. Die Form des Handgriffes 76 entspricht der des Schlosses einer Handfeuerwaffe und besteht aus einet allgemein halbkugeligen Abschnitt 76a und einem sich ver-

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jungenden Abschnitt 76b. Der Handgriff 76 steht von dem Gehäuse 51 unter einem Winkel von angenähert 45° nach unten vor, und die untere Oberfläche des halbkugeligen Abschnitts 76a liegt in einer allgemein parallel zur Achse der Gasdurchlässe des Gerätes verlaufenden Ebene.

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Das Munstück ist von üblicher Ausführung und vermittels eines Gleitsitzes an dem Auflagestück 23 befestigt. Das Mundstück weist einen Durchlaßkanal 78 auf, der in Axialrichtung zu dem Venturi-Durchlaßkanal 27 und dem Hauptdurchlaßkanal durch den Feinstzerstäuber 22 ausgerichtet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, kann das Atmungsgerät 11 mit einer Druckleitung 19 verbunden werden. Zu diesem Zweck wird die Druckleitung 19 mit dem T-Stück 74 verbunden, und das T-Stück 74 wird vermittels einer Verbindungsrohrleitung 81 mit dem T-Stück 48 verbunden. Das T-Stück 48 ist seinerseits durch eine Rohrleitung 82 mit der Einspritzdüse 29 verbunden.

Die Arbeitsweise des handbetätigten Druck-Atmungsgerätes ist kurz wie folgt. Der Feinstzerstäuber 22 wird von dem Auflagestück 23 abgenommen, in eine Winkellage gebracht und mit der gewünschten Beimischung von Arzneistoffen gefüllt. Dann wird der Zerstäuber 22 wieder mit dem Auflagestück 23 verbunden. Als nächstes wird das Atmungsgerät 11 mit der Druckleitung 19 verbunden, und dann wird der Verdichter 12 angeschaltet. Das Gerät wird an dem halbkugeligen oder kugeligen Abschnitt 76a mit der Handfläche einer Hand ergriffen und in einer

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allgemein waagerechten Lage gehalten. Dann wird das Ventilglied 5k von Hand in die Schließstellung gebracht. Der Durchflußregler Ik wird dann auf den gewünschten Einatmungsdruck von beispielsweise 15 cm Wassersäule eingestellt. Die Arbeitsweise des Gerätes läßt sich nunmehr dadurch überprüfen, daß das Ventilglied 5k in periodischen Zeitabständen in der niedergedrückten Lage gehalten wird und die aus dem Mundstück 2k austretenden Gase beobachtet werden und festgestellt wird, ob eine äußere Dampfbildung auftritt, sowie überprüft wird, ob ein Niederschlag in dem Zerstäuber stattfindet. Wenn sich die Arbeitsweise des Gerätes bei der Überprüfung als einwandfrei erweist, kann das Gerät benutzt werden. Zur Einleitung der Behandlung schließt der Patient seine Lippen um das Mundstück 2k und beginnt zu inhalieren, d.h. einzuatmen, wozu er das Mittelteil des Ventilgliedes 5k nach unten drückt und dadurch die in Fig. 4 dargestellte Einatmungsphase einleitet. Der Patient hält das Ventilglied ) so lange in der niedergedrückten Stellung, bis seine Lungen gefüllt sind. Sobald dieser Zustand erreicht ist und der Patient auszuatmen wünscht, gibt er das Ventilglied 5k frei, so daß die ausgeatmeten Gase in der in Fig. 5 dargestellten Weise zur freien Atmosphäre abgegeben werden können. Nach Beendigung der Ausatmungsphase wird die neue Einatmungsphase durch Niederdrücken des Ventilgliedes 5k eingeleitet. Der gesamte Arbeitsablauf wird dann so lange wiederholt, bis der Patient die Behandlung durchgeführt hat. Dann läßt sich das Atmungsgerät zerlegen, waschen und für die nächste

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Behandlung trocknen.

Während der in Pig. 4 dargestellten Einatmungsphase können die unter Druck stehenden Gase nicht länger in das Auflagestück 23 entlüftet werden und werden daher durch die in dem Zerstäuber 22 befindliche Einspritzdüse 42 und durch die Einspritzdüse 29 der Venturianordnung zugeführt. Infolge des von der Einspritzdüse 29 abgegebenen LuftStrahls wird zusätzliche Uragebungsluft durch die seitlichen Öffnungen 31 und durch den Venturi-Durchlaßkanal 27 angesaugt und durch die Hauptdurchlaßkanäle 38 und 39 durch den Feinstzerstäuber hindurchgeführt. Infolge der Einspritzdüse 42 wird die Arzneistoffbeimischung aus dem Kapillarrohr 41 angesaugt und durch die Kugel 43 in kleine Teilchen zerstäubt, die dann von dem Hauptluftstrom mitgerissen werden und durch das Auflagestück 23 und das Mundstück 24 unmittelbar in die Lungen des Patienten gelangen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind alle Hauptdurchlaßkanäle des Gerätes axial zueinander ausgerichtet, so daß in dem Gerät eine mehr laminare Gasströmung erhalten wird, die zu den Luftwegen des Patienten gelangt. Infolge der mehr laminaren Strömung besteht eine geringere Neigung zu einem turbulenten Niederschlag oder einer vorzxeitigen Ausscheidung der zerstäubten Teilchen in den oberen Atmungswegen des Patienten . Dabei ist zu beachten, dass der Patient auch während der Einatraungsphaee durch die öffnungen 31 stets mit der Atmosphäre verbunden ist. Der Patient muß lediglich

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den durch die Einspritzdüse 29 in der Venturianordnung und den durch die Einspritzdüse 42 im Feinstzerstäuber 22 erzeugten Druck überwinden. Die beiden Einspritzdüsen 29 und 42 unterstützen sich gegenseitig bei der Erzeugung eines Druckes während der Einatmungsphase.

Sobald das knopfförmige Ventilglied 54 freigegeben wird, wird es durch den im Atmungskreislauf des Patienten herrschenden Gasdruck, der die große, kreisförmige Oberfläche 57 beaufschlagt, und durch das durch den Durchlaßkanal 68 entweichende Gas nach oben gedrückt, so daß dieses durch die Ausatmungsöffnung 53 entweichen kann. Die Ausatmungsöffnung 53 befindet sich sehr nahe bei dem Patienten, so daß dan von dem Patienten ausgeatmeten Gasen kein oder ein nur niedriger Widerstand entgegengesetzt wird. Die Gase werden durch die große Ausatmungsöffnung 53 unmittelbar zur Atmosphäre hin abgegeben. In der Zeit, in welcher die von der Druckleitung 19 abgegebenen P Gase durch den Durchlaß 68 entweichen, wird durch die Düse 52 und die Düse 59 kein oder nur sehr wenig Gas zugeführt.

Wie somit aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist durch die Erfindung ein handbetätigtes Druck-Atmungsgerät geschaffen worden, in dem ein Hauptgasstrom erzeugt wird, durch den die zerstäubten Teilchen unmittelbar den Atemwegen des Patienten zugeführt werden. Es findet keine Umlenkung der Oase um rechte Winkel statt, durch welche ein Ausscheide» der zerstäubten Teilchen verursacht werden könnte. Der Patient kann die Einatmungs- und Ausatmungsphasen auf einfache

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Weise durch Betätigung des knopfförmigen Ventilgliedes 54 steuern. Sobald der Entlüftungskanal geschlossen ist, wird ein Druck erzeugt, durch den die beiden Düsen in Tätigkeit gesetzt werden. Da die Venturianordnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht, wird der Patient in jedem Fall vor Überdrücken geschützt. Der Patient kann jederzeit nach Belieben das Ventilglied freigeben und auf diese Weise die Länge der Einatmungsphase wunschgemäß bemessen. Die öffnung des Ausatmungsventils befindet sich in der Nähe der Atmungswege des Patienten, so daß die ausgeatmeten Gase ohne jedenAusatmungswiderstand unmittelbar an die Atmosphäre abgegeben werden. Der Handgriff ist so ausgebildet, daß er von dem Patienten mit der rechten oder der linken Hand gehalten werden kann. Da die Atmungswege des Patienten über die Venturianordnung mit einer Gasquelle in Verbindung stehen, ist es möglich, kurzzeitig auftretende Atmungswiderstände und -hemmungen dadurch zu überwinden, daß der Durchfluß in einen Druck verwandelt und der Druck nach Überwindung der Widerstände und Hemmungen wieder in einen Durchfluß übergeführt wird. Auf diese Weise paßt sich das Gerät an Einatmungsunregelmäßigkeiten des Patienten an." Der Einatmungsdruck kann durch den Patienten durch die Zeitspanne, in welcher er den Knopf des Ausatmungsventils niedergedrückt hält, und vermittels des Durchflußreglers 14 für die von dem Verdichter 12 zugeführte Luft mühelos eingestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Handbetätigtes Druck-Atmungsgerät, das an eine Gasdruckquelle anschließbar ist, gekennzeichnet durch eine Venturianordnung (21) mit einem an seinem einen Ende zur Atmosphäre hin offenen Venturi-Durchlaßkanal (27), einer Einspritzdüse (29) und einer die Einspritzdüse in einer solchen Weise lagernden Halterung (26a, 28), daß der von der Düse abgegebene Strahl unmittelbar in den Venturi-Durchlaßkanal gerichtet ist, ferner ein. sattelförmiges Auflagestück (23) mit einem in Axialrichtung mit dem Venturi-Durchlaßkanal der Venturianordnung ausgerichteten und mit diesem in Verbindung stehenden Durchlaßkanal (52), einer in Verbindung mit dem Durchlaßkanal stehenden Ausatmungsöffnung (53) und einem diese umgebenden Ventilsitz (56), einem an dem Auflagestück angeordneten, von Hand betätigbaren und zum Verschließen der Öffnung (53) dienenden Ausatmungs-Ventilglied (54), sowie durch ein an dem Auflagestück befestigtes und einen in Axialrichtung mit dem Venturi-Durchlaßkanal ausgerichteten Durchlaßkanal aufweisendes Anpaßstück (2¹I) für einen Patienten.

2. Atmungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zerstäuber (22) mit einem in Axialrichtung mit dem Venturi-Durchlaßkanal (27) ausgerichteten Durchlaßkanal (38, 39) und einer zur Unterstützung der Bewegung des Haupt-

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luftstroms durch den Zerstäuber dienenden Einspritzdüse

3. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (5¹I) einen Ventilschaft (59), und das Auflagestück ein schaftartiges Trägerglied (66) aufweist, sowie an dem Trägerglied und dem Ventilschaft jeweils miteinander zusammenwirkende Vorrichtungen (67; 61, 62, 63) vorgesehen sind, die dazu dienen, eine Axialbewegung begrenzter Größe des Ventilglieds in.^rb^ezug auf das Trägerglied zu gestatten.

4. Atmungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerglied (66) einen durchgehenden Kanal (68), der mit der Druckquelle (12) verbindbar ist, und das Ventilglied (5*0 eine Ventilsitzfläche (71) aufweist, die zum Verschließen des Durchlaßkanals in dem Trägerglied in einen Eingriff mit diesem bringbar ist.

5. Atmungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Auflagestück befindliche Ventilsitz (56) und der an dem Trägerglied befindliche Ventilsitz (69) in einem genau bestimmten gegenseitigen Abstand angeordnet sind, so daß sie vermittels des Ventilgliedes im wesentlichen gleichzeitig verschließbar sind.

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6. Atmungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied eine obere und eine untere, sich konisch verjüngende Sitzfläche (57, 71) aufweist, die jeweils in Eingriff mit einem Ventilsitz (56, 68) bringbar sind.

7. Atmungsgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied eine in der Schließstellung des Ventils zum Verschließen des in dem Trägerglied befindlichen Durchlaßkanals (68) dienende Oberfläche (71) und eine in der Schließstellung des Ventils zum Verschließen der Ausatmungsöffnung (53) dienende Oberfläche (57) aufweist.

8. Atmungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Ventilgliedes in bezug auf die Achse der Ausatmungsöffnung unter einem Winkel angeordnet sind.

9. Atmungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zusammenwirkenden Vorrichtungen eine Nut (67) in dem Trägerglied (66), sowie an dem Ventilglied angeordnete und von diesem nach innen in die Nut vorstehende Lippen (63) aufweisen.

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