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DE3313855C1 - Beatmungssystem - Google Patents

Beatmungssystem

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DE3313855C1
DE3313855C1 DE3313855A DE3313855A DE3313855C1 DE 3313855 C1 DE3313855 C1 DE 3313855C1 DE 3313855 A DE3313855 A DE 3313855A DE 3313855 A DE3313855 A DE 3313855A DE 3313855 C1 DE3313855 C1 DE 3313855C1
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DE
Germany
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ventilation system
jet nozzle
gas
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DE3313855A
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Inventor
Marcel Dipl.-Ing. Wien Baum
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Draegerwerk AG and Co KGaA
Original Assignee
Draegerwerk AG and Co KGaA
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Description

Die Erfindung betrifft ein Beatmungssystem mit einer über ein Steuergerät steuerbaren Atemgasquelle, weiche in der Inspirationsphase wenigstens eine in einem Zuführungsstück angeordnete Jet-Düse mit hochfrequenten Gasimpulsen speist, wobei das Steuergerät jeweils am Ende der Inspirationsphase auf die Exspirationsphase umschaltet.
Ein Beatmungsgerät der eingangs erwähnten Art ist aus der DE-OS 31 19 814 bekannt. Die im Trachealtubus liegende Jet-Düse wird in der Inspirationsphase mit Gashochdruckimpulsen gespeist, deren Folgefrequenz oberhalb der natürlichen Beatmungsfrequenz, insbesondere oberhalb von 300/min liegt. Am Ende der Inspirationsphase erfolgt die Umschaltung auf die Exspirationsphase. Am proximalen Ende des Trachealtubus ist eine mit einer Servogasquelle gespeiste Venturidüse angeordnet, weiche über eine Injektor-Düse aus einer Servogasquelle gespeist wird und die dadurch im Trachealtubus während der Exspirationsphase den erforderlichen Unterdruck erzeugt. Ein solches Beatmungsgerät erscheint dadurch vorteilhaft, daß eine dauernde Verbindung des proximalen Tubusendes mit der Umgebungsatmosphäre besteht, so daß ein freies Ausatmen möglich wird.
Um innerhalb der zur Verfügung stehenden Impulsdauer die notwendige Atemgasmenge zuführen zu können, sind an der Jet-Düse hohe Förderdrücke und hohe Spitzenströmungen erforderlich. Derartige mit Hochdruckgas gespeiste Jet-Düsen verursachen eine beachtliche Geräuschentwicklung, die störend empfunden werden kann.
Durch die Wirkung der Jet-Düse entsteht in dem Zuführungsstück eine Ansaugströmung, deren Förderleistung ein Mehrfaches der Atemgasabgabe der Jet-Düse betragen kann. Dabei ist es schwierig, ohne zusätzliche Maßnahmen die Rückatmung zu verhindern.
Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Beatmungssystem der eingangs genannten Art geräuscharm auszubilden, wobei in einem offenen System ohne Richtungsventile unter Vermeidung von Rückatmung eine hinreichende Atemgasmenge durch die Wirkung der Jet-Düse zugeführt werden soll.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist vorgesehen, daß das Zuführungsstück mit einer eine Überströmöffnung aufweisenden Ringleitung zur Umwälzung eines atembaren Spülgases verbunden ist, und daß die Jet-Düse im Zuführungsstück derart angeordnet ist, daß die Spülgasströmung im Ansaugbereich der Jet-Düse liegt. In der Inspirationsphase wird somit durch die Injektorwirkung aus der Spülgasströmung Atemgas zusätzlich zur Jet-Strömung angesaugt und in die Lunge abgegeben. Bei einer Umwälzleistung von beispielsweise 100—150 l/min in der Ringleitung und einer Förderleistung der Jet-Düse von durchschnittlich 15 l/min (bei einem Spitzenflow von 40 l/min) ergibt sich eine in der Inspirationsphase erreichte Gesamtatemgaszufuhr von etwa 80—120 l/min. Außerdem läßt sich in einer solchen Anordnung eine wirksame Schalldämpfung ohne Ausatmungsbehinderung durch zusätzliche Schalldämpfer oder dergleichen in einem ausatmungsseitig offenen System erreichen.
Der Begriff des Zuführungsstücks, welches die Jet-Düse aufnimmt, soll ein Konnektorstück zum Anschluß des Trachealtubus und/oder den Trachealtubus selbst einschließen.
In einem derartigen Beatmungssystem kann es zweckmäßig sein, daß in der Ringleitung ein Förderelement zur Erzeugung der Umwälzströmung des Spülgases vorgesehen ist. Förderelemente in Ringleitungen von Narkosegeräten sind an sich beispielsweise durch die US-PS 4127 121 bekannt. Im vorliegenden Falle dient das Förderelement jedoch ausschließlich zur Umwälzung der Spülgasströmung.
Das Förderelement kann dabei zweckmäßig eine atemgasgespeiste Injektor-Düse sein. Die Menge des in die Ringleitung durch die Injektor-Düse eingeführten Aterngases ist nach dem Verbrauch abzustimmen, wobei überschüssiges Atemgas durch die in der Ringleitung vorgesehene Überströmöffnung entweichen kann. Diese Überströmöffnung kann zweckmäßig vor einem in der Ringleitung angeordneten CO2-Absorber angeordnet sein, so daß das überschüssige Gas ohne Belastung
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des CC>2-Absorbers in die Umgebungsatmosphäre austritt. Bei einer anderen gegebenenfalls zweckmäßigen Ausführungsform kann die Überströmöffnung der Ringleitung mit einem einstellbaren Überdruckventil versehen sein, so daß erst bei einer Überschreitung eines definierten Druckwertes in der Ringleitung die Abgabe des Gases in die Umgebungsatmosphäre erfolgt.
Eine vorteilhafte Anordnung der Überströmöffnung in der neutralen, d. h. im wesentlichen druckfreien Zone der Ringleitung ermöglicht eine dauernd offene Überströmöffnung, aus der ein Überschuß an Atemgas, beispielsweise bei Hustenstößen, frei abgegeben werden kann.
Eine zweckmäßige konstruktive Ausbildung kann darin bestehen, daß in dem Zuführungsstück zusätzlich zur Jet-Düse eine Ejektor-Düse angeordnet ist. Diese wird ebenfalls mit Atemgas, und zwar im allgemeinen durch intermittierende Umschaltung der die Jet-Düse speisenden Atemgasquelle versorgt.
Die Anordnung einer Jet-Düse in Verbindung mit einer Ejektor-Düse in einem Zuführungsstück bzw. in einem Trachealtubus stellt im übrigen eine vorteilhafte Kombination auch in solchen Fällen dar, in denen keine Ringleitung zur Umwälzung, des atembaren Spülgases verbunden ist.
Für verschiedene Anwendungsfälle erscheint es ausreichend, die beschriebene Doppeldüsenanordnung mit entsprechend dem Atemzyklus gesteuerter Jet-Düse und Ejektor-Düse, beispielsweise in Verbindung mit einem einseitig nach der Umgebungsatmosphäre offenen Tubus, zu verwenden.
Eine vorteilhafte Ausbildung kann vorsehen, daß die Ausströmungsrichtungen der Jet-Düse und der Ejektor-Düse bei sich gegenüberliegenden Düsenöffnungen gegeneinander gerichtet sind. Dies ermöglicht eine geringe Bauhöhe und eine nach der angestrebten Wirkung günstige Orientierung der Düsen. Die Ejektor-Düse liegt dabei näher am distalen Ende des Zuführungsstücks als die Jet-Düse.
Zur strömungstechnischen Entkopplung und zur Leistungssteigerung der Düsenwirkung kann es außerdem zweckmäßig sein, im Bereich der Jet-Düse und/oder der Ejektor-Düse ein in Strömungsrichtung konvergierendes Strömungsleitstück anzuordnen. Dieses Strömungsleifstück weist bevorzugt zwei in Ausströmrichtung der Jet-Düse und der Ejektor-Düse konvergierende Abschnitte auf. Dadurch wird Unabhängigkeit vom Durchmesser des an das Zuführungsstück angeschlossenen Trachealtubus erreicht.
Die Größe der Jet-Düse entspricht im allgemeinen der Größe der Ejektor-Düse, wobei durch die Speisung mit dem gleichen Vordruck im wesentlichen gleiche Förderleistungen erzielt werden. Der Begriff der Düse soll nicht nur konisch verengte Ausströmöffnungen, sondern auch freie Rohröffnungen einschließen, aus denen ein Gasstrom mit Vorzugsrichtung austritt.
Durch die Merkmale der Erfindung wird ein offenes geräuscharmes Beatmungssystem geschaffen, bei dem in der Inspirationsphase eine ausreichende Atemgasmenge in Form von Gashochdruckimpulsen ohne Rückatmung, insbesondere mit einer Folgefrequenz oberhalb von 100/min, zugeführt werden kann. Außerdem ist in der Exspirationsphase eine wirkungsvolle Unterdruckerzeugung und damit eine hinreichende Entfernung der verbrauchten Gasanteile aus der Lunge gewährleistet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
In der Gesamtanordnung ist eine Ringleitung 1 vorgesehen, in welcher das atembare Spülgas umgewälzt wird. Die Zufuhr des Spülgases erfolgt über eine Injektor-Düse 2, und dadurch wird die Umwälzrichtung in der Ringleitung 1 bestimmt.
Die Ringleitung 1 enthält ferner einen CO2-Absorber 3, einen Atemluftbefeuchter 4 sowie einen das Speichervolumen bildenden Ausgleichbeutel 5.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Überströmöffnung der Ringleitung 1, die bei entsprechender Anordnung auch völlig frei sein kann, mit einem Überdruckventil 6 verschlossen.
Das Zuführungsstück 8 ist mit einem Zuführungsstutzen 7 zum Eintritt der Umwälzströmung des Spülgases und mit einem Abgabestutzen 9 zur Rückführung in die Ringleitung 1 versehen.
In dem Zuführungsstück 8 befindet sich eine Jet-Düse 10 mit axialer Ausströmrichtung, die einer in gleicher Weise axial ausgerichteten Ejektor-Düse 11 gegenüberliegt. Die Anordnung der Jet-Düse 10 ist derart, daß die umgewälzte Spülgasströmung im Ansaugbereich der Jet-Düse 10 liegt.
Die Jet-Düse 10 und die Ejektor-Düse 11 sind gegen ein Strömungsleitstück 12 gerichtet, welches in der jeweiligen Strömungsrichtung der Düsen konvergierende Abschnitte 13,14 aufweist.
In Verbindung mit der Jet-Düse 10 und der Ejektor-Düse 11 ist eine Atemgasquelle 15 vorgesehen, die durch, ein Steuergerät 16 so steuerbar ist, daß der Jet-Düse 10 während der Inspirationsphase Gashochdruckimpulse zugeführt werden, während in der Exspirationsphase eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Atemgaszufuhr zur Ejektor-Düse 11 erfolgen kann.
An das Zuführungsstück 8 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Trachealtubus 17 mit Abdichtmanschette 18 angeschlossen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (9)

Patentansprüche:
1. Beatmungssystem mit einer über ein Steuergerät steuerbaren Atemgasquelle, welche in der Inspirationsphase wenigstens eine in einem Zuführungsstiick angeordnete Jet-Düse mit hochfrequenten Gasimpulsen speist, wobei das Steuergerät jeweils am Ende der Inspirationsphase auf die Exspirationsphase umschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsstück (8) mit einer eine Überströmöffnung (6) aufweisenden Ringleitung' (1) zur Umwälzung eines atembaren Spülgases verbunden ist, und daß die Jet-Düse (10) im Zuführungsstück (8) derart angeordnet ist, daß die Spülgasströmung im Ansaugbereich der Jet-Düse (10) liegt.
2. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringleitung (1) ein Förderelement (2) zur Erzeugung der Umwälzströmung des Spülgases vorgesehen ist.
3. Beatmungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement eine atemgasgespeiste Injektor-Düse (2) ist.
4. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringleitung (1) ein CO2-Absorber (3) angeordnet ist.
5. Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmöffnung der Ringleitung mit einem einstellbaren Überdruckven- jo til (6) versehen ist.
6. Beatmungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zuführungsstück (8) zusätzlich zur Jet-Düse (10) eine Ejektor-Düse (11) angeordnet ist.
7. Beatmungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmrichtungen der Jet-Düse (10) und der Ejektor-Düse (11) bei sich gegenüberliegenden Düsenöffnungen gegeneinander gerichtet sind.
8. Beatmungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Jet-Düse (10) und/oder der Ejektor-Düse (11) ein in Strömungs- , richtung konvergierendes Strömungsleitstück (12) ' angeordnet ist.
9. Beatmungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsleitstück (12) zwei in Ausströmungsrichtung der Jet-Düse (10) und der Ejektor-Düse (11) konvergierende Abschnitte (13,14) aufweist.
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