DE3732475A1

DE3732475A1 - Ventilator

Info

Publication number: DE3732475A1
Application number: DE19873732475
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Zogg
Original assignee: Hamilton Medical AG
Current assignee: Hamilton Medical AG
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-04-06

Abstract

The measured value transmission line (16) of the pressure sensor (15) is arranged at the patient's end of the hose system for breathing air on so that the distance from the mouth of a patient to be ventilated is as short as possible. A non-linear switching device (17) is arranged in the control circuit (2) of the operation control valve (1) of the respirator. As a result, a patient is not burdened with heavy work of inspiration, and no delays occur in the inception of inspiration and expiration. The control of the respirator is, nonetheless, completely stable. The respirator is intended, in particular, as an apparatus for use in the case when the patient breaths spontaneously but weakly. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät mit einem Betriebssteuerventil, das einen Steuerkreis zum Steuern der inspiratorischen und expiratorischen Atemluft enthält, und mit einer Patienten-Schlauchanlage ein schließlich einem Y-Stück mit zwei sich zu einem Haupt ast vereinigenden Schenkeln, von denen der eine der in spiratorischen und der andere der expiratorischen Atem luft zugeordnet ist und der Hauptast patientenseitig an geordnet ist, und mit einem mit der Patienten-Schlauchan lage verbundenen Druckmeßfühler mit einer zum Steuerkreis führenden Meßwertübertragungsleitung.The invention relates to a respirator an operating control valve that a control circuit to Control the inspiratory and expiratory air contains, and with a patient hose system finally a y-piece with two become one main ast uniting legs, one of which is in spiritual and the other the expiratory breath air is assigned and the main branch on the patient side is arranged, and with one with the patient hose position connected pressure sensor with one to the control circuit leading measured value transmission line.

Solche Beatmungsgeräte, Respiratoren genannt, wer den für Patienten verwendet, die überhaupt nicht imstande sind, selbst zu atmen und auch für Patienten, die aus irgendwelchem Grunde nicht imstande sind, genügend starke Atmungsbewegungen durchzuführen, beispielsweise für Pa tienten in einer Intensiv-Pflege-Station.Such ventilators, called respirators, who used for patients who are unable at all are breathing themselves and also for patients who are out for whatever reason are unable to be strong enough To perform breathing movements, for example for Pa patients in an intensive care unit.

An einen solchen Respirator wird unter anderem die Forderung gestellt, sich den sich verändernden Bedürf nissen des Patienten anzupassen. Dazu sind die Respirato ren mit Meßfühlern ausgerüstet, deren Meßwerte der Steuerung zugeführt wird, die entsprechend die Zufuhr der Atemluft, deren Zusammensetzung, usw. steuert. Weil die von den Meßfühlern abgetasteten Meßwerte nicht nur von dem Respirator, d. h. einer Maschine, sondern von einem Lebewesen abhängen, muß der jeweiligen Anordnung der Meßstellen, insbesondere wenn der Respirator zur Unter stützung der Spontanatmung eingesetzt wird, eine besonde re Aufmerksamkeit geschenkt werden.One of such respirators is, among other things made the request to meet the changing needs the patient's needs. This is the Respirato Ren equipped with sensors, the measured values of the Control is supplied, which corresponds to the supply of the Breathing air, its composition, etc. controls. Because the Measured values sampled by the sensors not only from the respirator, d. H. one machine, but one Living beings must depend on the respective arrangement of the Measuring points, especially if the respirator is below support for spontaneous breathing is used re attention.

Es ist ein Respirator bekanntgeworden, bei dem die Druckmessung der Patienten-Atemluft unmittelbar nach dem die Mengenströmung der Atemluft steuernden Ventil er folgt. Es hat sich herausgestellt, daß diese Anordnung, zusammen mit dem dazugehörigen elektronischen Steuerkreis, dem Patienten eine sehr hohe Inspirationsarbeit auferlegt und insgesamt mit einer sehr hohen Zeitverzögerung bei der In spiration als auch bei der Expiration behaftet ist.A respirator has become known in which the pressure measurement of the patient's breathing air immediately after the valve controlling the flow of breathable air follows. It has been found that this arrangement, together with the associated electronic control circuit, very high inspiration work imposed on the patient and overall with a very high time delay in the In spiration as well as expiration.

Ziel der Erfindung ist die angegebenen Nachteile zu beheben.The aim of the invention is the stated disadvantages to fix.

Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.The ventilator according to the invention is through characterized the features of claim 1.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung näher erläutert.The subject matter of the invention is explained below the drawing explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Ausfüh rung der Erfindung.The only figure schematically shows an execution tion of the invention.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Respirator, wobei vor allem diejenigen Partien gezeigt sind, die für den Fachmann zum Verständnis der Erfindung notwendig sind.The drawing schematically shows a respirator, especially those games are shown that are for those skilled in the art are necessary to understand the invention.

Der blockförmig gezeichnete Betriebssteuerteil ist allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Er enthält grundsätzlich einen Steuerkreis 2 zum Steuern der inspi ratorischen und expiratorischen Atemluft und wird oft auch als Ventilsteuerung bezeichnet.The operating control part, drawn in block form, is generally designated by the reference number 1 . It basically contains a control circuit 2 for controlling the inspiratory and expiratory breathing air and is often also referred to as valve control.

Der Rechner ist mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet, wobei diesem auch die Bestätigungsorgane des Respirators, Druckknöpfe, Drehknöpfe, Überwachungsanzeigen, Alarman zeigen, usw. zugeordnet sind.The computer is designated by the reference number 3 , with the respirator confirmation elements, pushbuttons, rotary knobs, monitoring displays, alarm indicators, etc. being assigned to this.

Die Apparate zur dosierten Mischung von Umgebungs luft mit Sauerstoff, der mit einem Entlastungsventil aus gerüstete Atemluftspeicherbehälter sowie der Apparat zur Steuerung des Mengenstromes der Atemluft sind allgemein mit der Bezugsziffer 4 identifiziert. Alle diese genann ten Teile des Respirators und deren Anordnung sind dem Fachmann allgemein bekannt und somit erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung derselben.The apparatus for the metered mixing of ambient air with oxygen, the breathing air storage container equipped with a relief valve and the apparatus for controlling the flow rate of the breathing air are generally identified by reference number 4 . All these genann th parts of the respirator and their arrangement are well known to those skilled in the art, and therefore a detailed description thereof is unnecessary.

Die von den genannten Apparaten in Richtung des Pfeiles 5 zuströmende inspiratorische Luft strömt an einem einstellbares Überdruckventil 6 vorbei, strömt an einer Vor richtung 18 zur Abtastung des Sauerstoffgehalts und an einer Vorrichtung 7 zur Zufuhr ergänzender Umgebungsluft vorbei und erreicht schließlich das an sich bekannte Y-Stück 8 der Schlauchanlage. Das Y-Stück 8 teilt sich in einen Schenkel 9 für die inspiratorische Atemluft und einen Schenkel 11 für die expiratorische Atemluft. Diese Schenkel 9 und 11 vereinigen sich zum Hauptast 19, in welchem das Abtastgerät 10 zum Ermitteln des Mengenstro mes angeordnet ist, welches den über eine Blende vor herrschenden Druckunterschied Δ p sowie bei der Blende vor herrschender Druck p zur Bestimmung des Mengenstromes der inspiratorischen und expiratorischen Atemluft abtastet.The inspiratory air flowing in from the above-mentioned apparatuses in the direction of arrow 5 flows past an adjustable pressure relief valve 6 , flows past a device 18 for sensing the oxygen content and a device 7 for supplying supplementary ambient air, and finally reaches the known Y- Piece 8 of the hose system. The Y-piece 8 is divided into a leg 9 for the inspiratory air and a leg 11 for the expiratory air. These legs 9 and 11 unite to form the main branch 19 in which the scanner mes 10 is arranged for determining the Mengenstro which the p via an orifice before prevailing pressure difference Δ and in the diaphragm in front of the prevailing pressure p for determining the mass flow of the inspiratory and expiratory Breathing air samples.

Der Schenkel 11 des Y-Stückes wird von der expi ratorischen Atemluft durchströmt, welche durch das Aus laßventil 12 und einen Ausströmkanal 13 in die Umgebung ausströmt.The leg 11 of the Y-piece is flowed through by the expiratory air, which flows through the outlet valve 12 and an outflow channel 13 into the environment.

Schematisch sind noch die Lungen 14 des zu beat menden Patienten dargestellt.The lungs 14 of the patient to be ventilated are also shown schematically.

Die Meßwertübertragungsleitung 16 des Druckmeß fühlers 15, der den in der Schlauchanlage vorherrschenden Atemluftdruck der inspiratorischen und der expiratorischen Atemluft mißt, wird nun an einer Stelle zwischen dem Ab tastgerät 10 und dem patientenseitigen Ende der Schlauchan ordnung eingesetzt, und insbesondere derart, daß die An schlußstelle 20 beim in der Lunge eingeführten Atemluft schlauch den kleinstmöglichen Abstand vom Mund des Patien ten aufweist. Diese Stelle 20 ist im Gegensatz zu den früher ge wählten Stellen gemäß der bisherigen Lehre der Fachwelt, die Anschluß stelle so nahe wie möglich bei den genannten Apparaten 4 und zwischen diesen und dem einstellbaren Überdruckventil 6 anzuordnen.The measured value transmission line 16 of the pressure sensor 15 , which measures the prevailing breathing air pressure of the inspiratory and expiratory breathing air in the hose system, is now used at a point between the scanner 10 and the patient end of the hose arrangement, and in particular in such a way that the connection point 20 the breathing air tube inserted into the lungs has the smallest possible distance from the patient's mouth. This point 20 is in contrast to the previously selected positions according to the previous teaching of the specialist world, the connection point as close as possible to the above-mentioned apparatus 4 and between these and the adjustable pressure relief valve 6 to be arranged.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß bei einem schwach atmenden Patienten die frühere Anordnung aufgrund der Tatsache, daß bei der Schlauchanordnung verhältnismäßig große Querschnitte vorhanden sind und sich eine Druckänderung mit lediglich Schallgeschwindig keit fortpflanzt, die frühere hohe Inspirationsarbeit des Patienten und überlange Ansprechzeit eines Respirators für die Inspiration und die Expiration darauf zurückzuführen ist, daß nicht berücksichtigt worden ist, daß die vom Druckmeßfühler 15 abzutastenden Druckwerte nicht von einem mechanischen Gerät, sondern von einem lebenden Kör per, nämlich dem Patienten, bestimmt werden. Der Patient mußte nämlich bei der früheren Anschlußstelle des Druckmeßfüh lers zusätzlich die Arbeit zur Übertragung des jeweili gen Druckes von der Lunge bis zur beträchtlich entfern ten Stelle nahe den Apparaturen 4 aufbringen.According to the invention, it has been recognized that in a weakly breathing patient the previous arrangement, due to the fact that the hose arrangement has relatively large cross sections and a pressure change propagates with only sound speed, the patient's earlier high level of inspiration work and the excessive response time of a respirator for the patient Inspiration and the expiration is due to the fact that it has not been taken into account that the pressure values to be sensed by the pressure sensor 15 are determined not by a mechanical device but by a living body, namely the patient. The patient had namely at the earlier junction of the Druckmeßfü lers additionally work to transfer the respective gene pressure from the lungs to the considerably distant th place near the equipment 4 .

Dadurch, daß nun die Anschlußstelle 20 grund sätzlich mit einem so kleinen Abstand als technisch mög lich vom Mund des Patienten angeordnet werden kann, kön nen grundsätzlich alle genannten Nachteile der bekannten Ausführungen behoben werden.The fact that the connection point 20 can now be arranged with such a small distance as technically possible Lich from the mouth of the patient, all the above-mentioned disadvantages of the known designs can be eliminated.

Da die über die Meßwertübertragungsleitung 16 in Form eines dünnen Schlauches 16 dem Druckmeßfühler übertragene Meßwerte beinahe verzögerungsfrei übertragen werden, muß jedoch die Regelung im Steuerkreis 2, die mindestens zum Teil elektronisch erfolgt, einerseits dieser beinahe verzögerungsfreien Übertragung und andererseits wieder daran angepaßt werden, daß die gemessenen Werte von einem Lebewesen bestimmt werden, wobei noch hinzukommt, daß dieses Lebewesen, also der Patient, nicht im Vollbe sitz seiner Kräfte ist und weiter nicht notwendigerweise regelmäßig atmet.Since the measured values transmitted via the measured value transmission line 16 in the form of a thin hose 16 to the pressure sensor are transmitted almost without delay, the control in the control circuit 2 , which is at least partly electronic, must be adapted to this almost instantaneous transmission on the one hand and, on the other hand, be adapted to the fact that the measured values are determined by a living being, with the added fact that this living being, ie the patient, is not in full possession of its powers and does not necessarily breathe regularly.

Aus diesem Grunde ist als Kombination mit der er findungsgemäßen Druckfühlstelle 20 im Steuerkreis 2 ein auf die zugeführten Druckmeßwerte ansprechendes nicht linea res Steuerglied 17 eingebaut. In dieser Ausführung weist das nicht lineare Steuerglied 17 eine abklingende Über gangsfunktion auf.For this reason, a non-linear control element 17 responsive to the pressure measurements supplied is installed in the control circuit 2 as a combination with the pressure sensing point 20 according to the invention. In this embodiment, the non-linear control element 17 has a decaying transition function.

Durch die Kombination Anschlußstelle 20 des Druckmeßfüh lers zum Steuern des Respirators unmittelbar beim Patienten und nicht linearen Steuerglied kann der Respirator patientengerecht ar beiten, indem dem Patienten keine Kraftausübung zur Meß wertübertragung aufgebürdet werden muß, keine gerätbe dingten Verzögerungen zum Einleiten der Inspiration und Expiration auftreten und dennoch ein patientengerechtes stabiles Arbeitsverhalten des Respirators sichergestellt ist.Through the combination of connection point 20 of the pressure sensor for controlling the respirator directly at the patient and a non-linear control element, the respirator can work in a manner suitable for the patient, since the patient does not have to exert force to transmit measured values, there are no device-related delays for initiating inspiration and expiration and nevertheless, a patient-friendly stable working behavior of the respirator is ensured.

Claims

1. Respirator with an operating control part ( 1 ), which contains a control circuit ( 2 ) for controlling the inspiratory and expiratory breathing air, and with a patient hose system ( 8, 9, 11 ) including a Y-piece ( 8 ) with two to a main branch ( 19 ) unifying legs ( 9, 11 ), of which one ( 9 ) of the inspiratory and the other ( 11 ) of the expiratory air is assigned and the main branch ( 19 ) is arranged on the patient side, and with one for sensing the pressure prevailing in the hose system, certain pressure sensor ( 15 ), characterized in that the pressure sensor ( 15 ) is connected to the hose system on the pressure side via a measurement value transmission line connected to the end of the main key ( 19 ) of the Y-piece ( 8 ) on the patient side and the control circuit ( 2 ) has a non-linear switching element ( 17 ) to which the measured values transmitted by the measured value transmission line ( 16 ) are fed.

2. Ventilator according to claim 1, characterized in that the non-linear switching element ( 17 ) has a sounding transition function.