DE1766873C3 - Lung ventilator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lungenbeatmungsgerät mit einem Beatmungssystem, das ein Einatmungsrohr, ein Ausatmungsrohr, eine Druckquelle für das Beatmungsgas und einen druckempfindlichen, auf den Druck im Beatmungssystem ansprechenden Umsetzer, der eine Einatmungsphase bzw. eine Ausatmungsphase bei einem vorbestimmten unteren bzw. oberen Grenzdruck einleitet, aufweist.The invention relates to a lung ventilator with a ventilation system, which is an inhalation tube Exhalation tube, a pressure source for the breathing gas and a pressure-sensitive one to the pressure in the Respiratory system responsive converter, which has an inhalation phase or an exhalation phase initiates a predetermined lower or upper limit pressure.

Bisher bekannte Beatmungsgeräte, bei denen die Beatmung mit Überdruck erfolgt, arbeiten in verschiedenen Weisen. Bei druckgesteuerten Beatmungsgeräten wird der Druck des ein mit den Atmungswegen des Patienten verbundenes Rohr oder Schlauch durchströmenden Beatmungsgases in vorbestimmter Weise variiert. Das bei jedem Atmungsvorgang den Patienten bei dieser Art von Beatmungsgeräten zugeführte Gasvolumen wird in Abhängigkeit von Druckschwankungen und auch von dem Zustand der Atmungswege und der Lunge des Patienten unterschiedlich sein. AusPreviously known ventilators, in which the ventilation is carried out with positive pressure, operate in different ways. With pressure-controlled ventilators the pressure of the ventilation gas flowing through a tube or hose connected to the patient's respiratory tract is predetermined varies. The amount supplied to the patient each time he breathes with this type of ventilator Gas volume is a function of pressure fluctuations and also on the condition of the respiratory tract and the patient's lungs may be different. the end diesem Grunde kann die Beatmung bei diesen Geraten nicht direkt im voraus eingestellt sein. Hierin liegt ein wesentlicher Nachteil, der die Brauchbarkeit dieser Art von Geräten erheblich beeinträchtigtFor this reason, ventilation can be used with these devices not be set directly in advance. This is a major disadvantage that makes this species useful significantly affected by devices

Volumengesteuerte Geräte versorgen den PatientenVolume-controlled devices take care of the patient

bei jedem Atmungsvorgang mit einer vorbestimmtenwith each breathing process with a predetermined eir.stellbaren Menge des Beatmungsgases, wobei dieadjustable amount of ventilation gas, whereby the

Beatmung von der Einstellung des Gsrätes abhängtVentilation depends on the setting of the device Vorbekannte volumengesteuerte BeatmungsgerätePreviously known volume controlled ventilators

ίο sind von zwei Bauarten. Bei einer dieser Bauarten (US-PS 32 66 488) werden während der Ausatmungsphase Bälge oder andere Behälter in vorbestimmtem Ausmaß mit Beatmungsgas gefüllt, das während der Einatmungsphase den Atmungswegen und den Lungenίο are of two types. With one of these types (US-PS 32 66 488) are bellows or other containers in a predetermined during the exhalation phase Extent filled with ventilation gas, which during the inhalation phase the airways and the lungs des Patienten zugeführt wird. Diese bekannten Geräte sind sperrig, laut, mechanisch kompliziert und schwer zu reinigen und zu sterilisieren. Überdies gestatten sie im aligemeinen keine von dem Patienten beeinflußte Steuerung, bei der der Patient die Zufuhr vonof the patient is supplied. These known devices are bulky, noisy, mechanically complex and difficult to use clean and sterilize. Moreover, they generally do not allow anything influenced by the patient Control in which the patient stops supplying Beatmungsgas aus dem Gerät selbst beeinflußt, da der Atmungszyklus durch den mechanischen Aufbau des Gerätes festgelegt ist Aus dem gleichen Grunde ist es auch nicht ohne Schwierigkeiten möglich, die Länge der Ein- und Ausatmungsphasen zu steuern. Ferner sind beiBreathing gas from the device itself affects, as the Respiratory cycle is determined by the mechanical structure of the device For the same reason it is It is also not possible without difficulty to control the length of the inhalation and exhalation phases. Furthermore are at diesen Geräten die zu komprimierenden Volumina groß, was zur Folge hat, daß beim Ansteigen des Druckes in den Atmungswegen des Patienten ein Teil des aus dem Baig oder dem Behälter zugeführten Gases zurückströmen und den Druck in den zu komprimierenthese devices, the volumes to be compressed large, with the result that when the Pressure in the patient's respiratory tract, some of the gas supplied from the baig or container flow back and compress the pressure in the den Volumen erhöhen wird. Hieraus ergeben sich Schwierigkeiten, das dem Patienten zugeführte Gasvolumen vorherzubestimmen und beizubehalten. Schließlich wird bei volumengesteuerten Geräten der beschriebenen Art Umgebungsluft als Beatmungsgas verwendet,will increase the volume. From this result Difficulty predicting and maintaining the volume of gas delivered to the patient. Finally, in volume-controlled devices of the type described, ambient air is used as the ventilation gas, so daß in dieser Luft enthaltener Staub und Bakterien in die Beatmungswege des Patienten gelangen und zu Infektionen führen können, da die in dem Gerät vorhandenen Filter im allgemeinen nicht in der Lage sind, die als Atmungsgas verwendete Luft in genügenso that dust and bacteria contained in this air get into the patient's respiratory tract and to Infections can result, as the filters present in the device are generally incapable are that the air used as breathing gas is sufficient dem Maße zu reinigen.to clean the measure.

Die zweite Bauart von volumengesteuerten Beatmungsgeräten arbeitet nach der Drosselungsmethode, bei der das Beatmungsgas einem sehr hohen konstanten Druck ausgesetzt wird und ein großer konstanterThe second type of volume-controlled ventilator works according to the throttling method, in which the breathing gas is exposed to a very high constant pressure and a large constant one

4^r> Strömungswiderstand während der Einatmungsphase vorhanden ist. Da die Druckschwankungen in den Atmungswegen des Patienten im Verhältnis zu dem hohen Ausgangsdruck klein sind, ist während der Einatmungsphase die Gasmenge im wesentlichen4 ^r > there is flow resistance during the inhalation phase. Since the pressure fluctuations in the patient's respiratory tract are small in relation to the high initial pressure, the amount of gas during the inhalation phase is substantial

ίο konstant. Während jedes Atmungsvorganges wird daher das Gasvolumen durch die je Zeiteinheit strömende Gasmenge und durch die Länge der Einatmungsphase gesteuert. Ein Nachteil dieser Bauart von Beatmungsgeräten liegt in der Schwierigkeit, denίο constant. During every breathing process hence the gas volume by the amount of gas flowing per unit of time and by the length of the Inhalation phase controlled. A disadvantage of this type of ventilator is the difficulty in the

v, hohen Ausgangsdruck auf konstanter Höhe zu halten, wenn große Schwankungen in der je Zeiteinheit ausströmenden Gasmenge auftreten. Hierdurch muß das Hochdruckgerät sehr groß ausgelegt sein. Überdies kann diese Art von Beatmungsgerät keine Anwendung finden, wenn gewisse Anästhesiemittel zugeführt werden, welche bei dem hohen Druck Explosionen verursachen können. Schließlich müssen aufgrund des hohen Druckes schwere und komplizierte Steuergeräte verwendet werden. v to keep the high outlet pressure at a constant level if there are large fluctuations in the amount of gas flowing out per unit of time. As a result, the high-pressure device must be designed to be very large. In addition, this type of ventilator cannot be used if certain anesthetics are supplied, which can cause explosions at the high pressure. Finally, because of the high pressure, heavy and complicated control devices have to be used.

In der US-PS 31 91 595 ist ein Beatmungsgerät der eingangs genannten Art beschrieben, bei dem zwei Druckfühk-r die Eir- bzw. Ausatmungsphasen des Patienten regulieren. Hier ist ein einziges VentilIn US-PS 31 91 595 is a ventilator initially described, in which two Druckfühk-r the Eir- and exhalation phases of the Regulate Patients. There is a single valve here

vorhanden, das die Gaszufuhr zum Patienten in Abhängigkeit von den Signalen der Druckfühler öffnet bzw. schließt. Das zugeführte Gasvolumen wird hier in Abhängigkeit von Druckschwankungen und arch von dem Zustand der Atmungswege und der Lunge des Patienten unterschiedlich sein. Die Ausatmungsgase strömen ohne Widerstand direkt in die Atmosphäre hinaus.available, which opens the gas supply to the patient depending on the signals from the pressure sensor or closes. The supplied gas volume is here depending on pressure fluctuations and arch of the condition of the respiratory tract and the lungs of the Patients be different. The exhaled gases flow directly into the atmosphere without resistance out.

In der US-PS 33 16 902 ist der elektrische Teil eines Beatmungsgerätes beschrieben. Das Beatmungsgerät selbst ist hier aber nicht dargestelltIn US-PS 33 16 902 the electrical part is a Ventilator described. The ventilator itself is not shown here

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lungenbeatmungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die A:mungswege des Patienten nicht aus Nachlässigkeit einem übermäßigen Druck ausgesetzt werden können.The invention is based on the object of providing a lung ventilator of the type mentioned at the beginning in which the patient's airways are not subjected to excessive pressure as a result of negligence can be.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Druckquelle und dem Einatmungsrohr sowie im Ausatmungsrohr je ein einstellbarer Ourchflußmengenregler angeordnet istThe object is achieved according to the invention in that between the pressure source and the inhalation tube as well as an adjustable flow rate regulator in the exhalation tube is arranged

Das bei jedem Beatmungsvorgang dem Patienten zugeführte Gasvolumen wird also durch die je Zeiteinheit strömende Gasmenge und durch die Länge der Einatmungsphase bestimmt, wie dies in Beaimungsgeräten der Drosselungsbauart bekannt ist. Der Unterschied zwischen den bekannten Beatmungsgeräten der Drosselungsbauart und dem erfindungsgemäß en Beatmungsgerät besteht darin, daß es möglich ist, d<is erfindungsgemäße Gerät mit einem niedrigen Ausgangsdruck arbeiten zu lassen, der vorzugsweise so gewählt ist, daß er dem gewünschten maximalen Druck in den Atmungswegen des Patienten entspricht.The volume of gas supplied to the patient during each ventilation process is therefore determined by the per Unit of time, the amount of gas flowing and determined by the length of the inhalation phase, as in Beaimungsgeräte the throttling type is known. The difference between the known ventilators the throttle design and the ventilator according to the invention is that it is possible to d <is To let the device according to the invention work with a low output pressure, which is preferably so is chosen to correspond to the desired maximum pressure in the patient's airways.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungsgeräts wird im folgenden Teil der Beschreibung anhand der Zeichnungen beschrieben werden.A preferred embodiment of the ventilator according to the invention is described in the following part of the Description will be described with reference to the drawings.

In den Zeichnungen istIn the drawings is

F i g. 1 eine schematische, teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht des erfindungsgemäßen Geräts, bei dem Durchflußmengenregler in der Einatmungsleitui g und auch in der Ausatmungsleitung vorgesehen sind, undF i g. 1 is a schematic, partially in section Shown view of the device according to the invention, in the flow regulator in the Einatmungsleitui g and are also provided in the exhalation line, and

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Bauteile einer elektronischen Steuerung und eines Umsetzers für das in F i g. 1 gezeigte Gerät zusammen mit den zugehörigen Solenoiden der Durchflußmengenregelung und oinem zusätzlichen System.F i g. 2 shows a block diagram of the components of an electronic control and a converter for the in FIG. 1 shown device together with the associated solenoids of the flow rate control and oinem additional system.

In F i g. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine unter Überdruck stehende Druckquelle bezeichnet, beispielsweise eine motorgetriebene Pumpe oder ein Vorratsbehälter für Beatmungsgas, das dem Beatmungsgerät unter Druck zugeführt wird, der vorzugsweise dem Maximaldruck entspricht, der für die Atmungswege und die Lunge des Patienten verträglich ist. Die Quelle 1 ist durch ein flexibles Rohr oder Schlauch 2 zur Zuführung von Beatmungsgas mit dem durch das Volumen 3 angedeuteten Atmungssystem des Patienten verbunden. In dem Rohr 2 liegt ein Durchflußmengenregler 4, der den Fluß des Beatmungsgases zum Atmungssystem 3 des Patienten so steuert, daß die Gasmenge je Zeiteinheit während der Einatmungsphase auf konstanter Höhe gehalten wird, wobei während dieser Phase «in jeder Seite des Reglers 4 auftretende Druckänderungen diese konstante Durchflußmenge nicht beeinflussen. Der Regler ist vorzugsweise von der in der deutschen Patentanmeldung P 17 50 158.5 beschriebenen Bauart. Ein solcher Regler weist einen Kolben 4' auf, der von einem von der durchströmenden Menge abhängigen Differentialdruck betätigt wird, der an einer Drosselstelle 4" des Rohrs 2 auftritt Dadurch wird der Gasfluß in dem Reglerdurchlaß für das Beatmungsgas gedrosselt, wenn dieser Diffsrentialdruck einen vorbestimmten j Wert übersteigt wodurch die strömende Gasmenge auf der Höhe gehalten wird, die diesem Differentialdruck entsprichtIn Fig. 1, reference numeral 1 denotes a positively pressurized pressure source indicated, for example, a motor driven pump or a storage container for breathing gas, the ventilator is supplied under pressure, which preferably corresponds to the maximum pressure that is acceptable for the respiratory tract and lungs of the patient. The source 1 is connected to the patient's respiratory system, indicated by the volume 3, by a flexible tube or hose 2 for supplying ventilation gas. In the tube 2 there is a flow regulator 4 which controls the flow of the ventilation gas to the patient's breathing system 3 so that the amount of gas per unit of time is kept at a constant level during the inhalation phase, pressure changes occurring in each side of the regulator 4 during this phase Do not influence the constant flow rate. The regulator is preferably of the type described in German patent application P 17 50 158.5. Such a regulator has a piston 4 'which is actuated by a differential pressure which is dependent on the flow rate and which occurs at a throttle point 4 "of the pipe 2 Value, thereby keeping the amount of gas flowing at the level that corresponds to this differential pressure

Am Atmungssystem 3 des Patienten wird weiter ein biegsames Rohr oder Schlauch 5 angeschlossen. EinA flexible tube or hose 5 is also connected to the patient's breathing system 3. A

ιυ Durchflußmengenregler 6 mit einem Ventil 6', welches die Durchflußmenge je Zeiteinheit im Rohr 5 während der Ausatmungsphase regelt ist ebenfalls eingebaut, um zu verhindern, daß die Durchflußmenge eine vorbestimmte Größe überschreitet Der Durchflußmengenregler 6 ist von derselben Bauart wie der Regler 4 und kann mit diesem identisch sein. Er spricht auf, einen Differentialdruck einer Drosselstelle 6" im Rohr 5 an.ιυ flow regulator 6 with a valve 6 ', which the flow rate per unit of time in the tube 5 during the exhalation phase is also built in to to prevent the flow rate from exceeding a predetermined amount The flow rate regulator 6 is of the same design as the controller 4 and can be identical to it. He speaks up, one Differential pressure of a throttle point 6 ″ in the pipe 5.

Die Umschaltung zwischen der Einatmungs- und Ausatmungsphase wird von Solenoiden 7 und 8 gesteuert die in den Reglern 4 und 6 eingebaut sind. Die erregten Solenoide 7 oder 8 betätigen den Ventilkolben des zugehörigen Reglers und unterbrechen dadurch den Durchfluß durch den Regler. Es ist ersichtlich, daß der Regler 4 offen und der Regler 6 während derSwitching between the inhalation and exhalation phases is controlled by solenoids 7 and 8 controlled which are built into controllers 4 and 6. The energized solenoids 7 or 8 actuate the valve piston of the associated controller and thereby interrupt the flow through the controller. It can be seen that the Controller 4 open and controller 6 during the

r> Einatmungsphase geschlossen ist, während die entgegengesetzten Bedingungen während der Ausatmungsphase herrschen. Eine Beatmungspause kann durch gleichzeitiges Schließen beider Regler erreicht wenden. Die Solenoide 7 und 8 werden von einem elektroni-r> inhalation phase is closed while the opposite Conditions prevail during the exhalation phase. A ventilation pause can go through simultaneous closing of both regulators reached. Solenoids 7 and 8 are driven by an electronic

w sehen, vorzugsweise transistorierten System 9 erregt und entregt um die gewünschte Atmungsfrequenz und das gewünschte Verhältnis von Einatmungs- und Ausatmungsphasen und ebenso einer gewünschten Pause zu erzielen, wenn eine solche Pause zwischen denw see, preferably transistorized system 9 energized and de-energizes to the desired breathing rate and the desired ratio of inhalation and Exhalation phases and also a desired pause if such a pause is achieved between the

ij Phasen vorhanden sein soll. Mit dem System 9 ist ein Umsetzer 10 verbunden, der in Abhängigkeit von dem Druck im Beatmungssystem dem elektronischen System 9 elektrische Signale zuführt und die Steuerung der Solenoide 7 und 8 in diesem System bewirkt. Dasij phases should be present. With the system 9 is a Converter 10 connected to the electronic system as a function of the pressure in the ventilation system 9 supplies electrical signals and effects control of solenoids 7 and 8 in this system. That

4(i elektronische System 9 und der Umsetzer 10 sind in F i g. 2 detaillierter gezeigt und werden im folgenden anhand dieser Figur beschrieben.4 (i electronic system 9 and converter 10 are in F i g. 2 are shown in more detail and are described below with reference to this figure.

Das in Fi g. 2 gezeigte elektronische System 9 weist einen astabilen Multivibrator 20 auf, der die Atmungs-The in Fi g. 2 electronic system 9 shown has an astable multivibrator 20, which the respiratory

iτ frequenz steuert, d. h. die Anzahl der Atmungsvorgänge je Minute. Dieser Multivibrator enthält einen /?C-Kreis üblicher Art, dessen einer Bestandteil zur Änderung der Atmungsfrequenz einstellbar ist Der Multivibrator 20 ist von solcher Bauart, daß er augenblicklich von einemiτ frequency controls, d. H. the number of respiratory processes per minute. This multivibrator contains a /? C-circle of the usual type, one of which is used to change the Breathing rate is adjustable. The multivibrator 20 is of such a design that it can be instantaneously by one

■>o seiner quasistabilen Zustände in einen anderen quasistabilen Zustand gebracht werden kann, obwohl die Periode für den Multivibrator in diesem ersten von dem ÄC-Kreis bestimmten Zustand noch nicht verstrichen ist. Der Multivibrator 20 erzeugt einen Triggerimpuls,■> o its quasi-stable states into another quasi-stable State can be brought, although the period for the multivibrator in this first of the ÄC-circle certain state has not yet elapsed is. The multivibrator 20 generates a trigger pulse,

γ, der über eine Leitung 21 einem von zwei Einlassen eines monostabilen Multivibrators 22 zugeleitet wird, welcher einen Ausgangsimpuls von vorbestimmter Dauer einer Leitung 23 zuführt, wenn er durch den Triggerimpuls des Multivibrators 20 in seinen quasistabilen Zustand γ, which is fed via a line 21 to one of two inlets of a monostable multivibrator 22, which feeds an output pulse of a predetermined duration to a line 23 when it is in its quasi-stable state by the trigger pulse of the multivibrator 20

wi überführt ist. Die Impulsdauer wird durch einen üblichen /?C-Kreis des Multivibrators 22 bestimmt, wobei einer der Bestandteile dieses Kreises zur Bestimmung der Impulsdu'ier des Multivibrators 22 einstellbar ist. Die Leitung 23 ist mit dem Solenoid 7 des Einatmungs-wi is convicted. The pulse duration is determined by a usual /? C-circle of the multivibrator 22 determined, one of the components of this circuit for determining the pulse rate of the multivibrator 22 is adjustable. the Line 23 is connected to the solenoid 7 of the inhalation

1.1 reglers 4 verbunden, und der Ausgangsimpuls des Multivibrators 22 steuert die Erregung des Solenoids 7. Wenn in der Leitung 23 ein vorbestimmtes, das Solenoid 7 erregendes Potential aufrechterhalten wird, um den1.1 controller 4 connected, and the output pulse of the Multivibrator 22 controls the excitation of solenoid 7. If a predetermined one is in line 23, the solenoid 7 exciting potential is maintained around the

Ventilkolben 4' in seiner geschlossenen Stellung zu halten, dann erzeugt der Multivibrator 22 bei seiner Auslösung in der Leitung 23 einen Impuls entgegengesetzter Polarität, um das Solenoid 7 zu entregen. Dies Solenoid wird also während der Dauer des Auslaßimpulses des Multivibrators 22 entregt sein und der Regler 4 wird während der Dauer des Impulses offen gehalten werden und hält die Durchflußmenge im Einatmungsrohr auf einer konstanten vorbestimmten Höhe. Daraus geht hervor, daß der Multivibrator 22 die Einatmungsphase steuert. To hold valve piston 4 'in its closed position, then the multivibrator 22 generates in its Triggering in the line 23 a pulse of opposite polarity in order to de-energize the solenoid 7. this Solenoid will be de-energized during the duration of the outlet pulse of multivibrator 22 and the controller 4 will be held open for the duration of the pulse and will maintain the flow rate in the inhalation tube at a constant predetermined level. From it it can be seen that the multivibrator 22 controls the inhalation phase.

Der Multivibrator ist so ausgebildet, daß er in Abhängigkeit von der hinteren oder nacheilenden Kante des auf die Leitung 23 gegebenen Impulses einen Triggerimpuls in einer Leitung 24 erzeugt, die den Multivibrator 22 mit einem weiteren monostabilen Multivibrator 25 verbindet. Dieser Triggerimpuls dient zur Auslösung des Multivibrators 25. Wenn also in der Leitung 23 kein Auslaßimpuls des Multivibrators 22 vorhanden ist, wird der Multivibrator 25 in seinen quasistabilen Zustand überführt und ein Impuls einer den Multivibrator 25 mit einem der Einlasse einer UND-Torschaltung 27 verbindenden Leitung 26 zugeführt. Der andere Einlaß der Torschaltung 27 ist über eine Leitung 28 mit der Leitung 23 verbunden. Der Auslaß der Torschaltung 27 ist über eine Leitung 29 mit dem dem Regler 6 zugeordneten Solenoid 8 verbunden. Die Torschaltung 27 ist so ausgelegt, daß sie sich in offenem Zustand befindet, wenn beide Multivibratoren 22 und 25 in ihrem stabilen Zustand sind. Wenn die Torschaltung 27 in ihrem offenen Zustand ist, gibt sie einen Impuls an die Leitung 29 ab. An der Leitung 29 liegt normalerweise ein zum Erregen des Solenoids 8 ausreichendes Potential, und der von der Torschaltung 27 abgegebene Impuls hat zum Entregen des SolenoidsThe multivibrator is designed so that it depends on the trailing or trailing Edge of the pulse given on the line 23 generates a trigger pulse in a line 24, which the Multivibrator 22 connects to a further monostable multivibrator 25. This trigger pulse is used to trigger the multivibrator 25. So if there is no outlet pulse from the multivibrator 22 in the line 23 is present, the multivibrator 25 is transferred to its quasi-stable state and a pulse is a the multivibrator 25 is fed to one of the inlets of an AND gate circuit 27 connecting line 26. The other inlet of the gate circuit 27 is connected to the line 23 via a line 28. Of the The outlet of the gate circuit 27 is connected via a line 29 to the solenoid 8 assigned to the controller 6. The gate circuit 27 is designed so that it is in the open state when both multivibrators 22 and 25 are in their steady state. When the gate circuit 27 is in its open state, it gives a pulse on the line 29 from. A for energizing the solenoid 8 is normally connected to the line 29 sufficient potential, and the pulse emitted by the gate circuit 27 has to de-energize the solenoid

8 die entgegengesetzte Polarität. Wenn die Torschaltung 27 einen Impuls vom Multivibrator 25 über die Leitung 26 als Folge der Überführung dieses Multivibrators in seinen quasistabilen Zustand aufgrund des Triggerimpulses des Vibrators 22 erhält, wird von der Torschaltung 27 kein Impuls in die Leitung 29 gegeben. Also sind beide Solenoide 7 und 8 erregt, wenn der Multivibrator 25 in seinem quasistabilen Zustand ist. Die Dauer dieses Zustandes wird von einem /?C-K.reis des Multivibrators 25 bestimmt und diese Dauer bestimmt wiederum die Dauer einer Pause, während derer beide Regler 4 und 6 durch die Solenoide 7 bzw. 8 fest geschlossen sind. Ein Bestandteil des ÄC-Kreises des Multivibrators 25 ist zur Änderung der Dauer dieser Pause einstellbar.8 the opposite polarity. When the gate circuit 27 receives a pulse from the multivibrator 25 via the Line 26 as a result of the transfer of this multivibrator into its quasi-stable state due to the Receives trigger pulse from vibrator 22, no pulse is given into line 29 by gate circuit 27. So both solenoids 7 and 8 are excited when the multivibrator 25 is in its quasi-stable state. the Duration of this state is determined by a /? C circle of Multivibrators 25 determined and this duration in turn determines the duration of a break, during which both Regulator 4 and 6 are tightly closed by solenoids 7 and 8, respectively. Part of the ÄC circle of the Multivibrators 25 can be adjusted to change the duration of this pause.

Wenn der Multivibrator 25 nach Ablauf der von seinem ÄC-Kreis verursachten Periode in den stabilen Zustand zurückkehrt, wird an der Torschaltung 27 über die Leitung 26 kein Impuls zugeführt. Es wird also von der Torschaltung 27 über die Leitung 29 zur Entregung des die Ausatmungsphase einleitenden Solenoids 8 ein Impuls erzeugt Diese Phase dauert so lange, bis ein neuer die Einatmung einleitender Impuls von dem Multivibrator 20 an die Leitung 22 abgegeben wird, wodurch dieser Multivibrator in seinen quasistabilen Zustand überführt wird, weil dann die Bedingungen nicht mehr vorhanden sind, die für eine Offenhaltung der Torschaltung erforderlich sind.If the multivibrator 25 after the expiry of the period caused by its ÄC circle in the stable When the state returns, no pulse is fed to the gate circuit 27 via the line 26. So it will be from the gate circuit 27 via the line 29 to de-energize the solenoid 8 initiating the exhalation phase Impulse generated This phase lasts until a new impulse initiating inhalation is generated by the Multivibrator 20 is delivered to line 22, whereby this multivibrator in its quasi-stable State is transferred because then the conditions are no longer available that would allow it to be kept open the gate circuit are required.

Die Arbeitsweise des elektronischen Systems 9 und der zugehörigen Solenoide 7 und 8 ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung dieses Systems. Bevor jedoch weitere Bestandteile des elektronischen SystemsThe operation of the electronic system 9 and the associated solenoids 7 and 8 results from above description of this system. Before, however, other components of the electronic system

9 beschrieben werden, soll die Wirkungsweise dieses9 is to be described, the mode of operation of this

Systems kurz erläutert werden.System will be briefly explained.

Die Atmungsfrequenz wird durch einen astabilen Multivibrator 20 gesteuert, der durch seinen Triggerimpuls den Multivibrator 22 auslöst. Wenn der ausgelöste . Multivibrator 22 in seinen quasistabilen Zustand übergeht, wird das Solenoid 7 entregt. Die Einatmungsphase beginnt dann. Wenn die durch den Multivibrator 22 bestimmte Zeidauer verstrichen ist, kehrt dieser in seinen stabilen Zustand zurück und das Solenoid 7 wirdThe respiratory rate is controlled by an astable multivibrator 20, which by its trigger pulse the multivibrator 22 triggers. When the triggered. Multivibrator 22 in its quasi-stable state passes, the solenoid 7 is de-energized. The inhalation phase then begins. If the by the multivibrator 22 a certain time has elapsed, this returns to its stable state and the solenoid 7 becomes

κι erregt und schließt den Regler 4. Gleichzeitig wird dem Multivibrator 25 ein Triggerimpuls zugeführt, welcher diesen in seinen quasistabilen Zustand umschaltet, um eine Pause einzuleiten, in der beide Solenoide 7 bzw. 8 vom Multivibrator 22 bzw. der Torschaltung 27 erregtκι energizes and closes the controller 4. At the same time, the Multivibrator 25 is supplied with a trigger pulse, which switches it to its quasi-stable state initiate a pause in which both solenoids 7 and 8 are excited by the multivibrator 22 and the gate circuit 27, respectively

π sind. Nachdem das vom Multivibrator 25 bestimmte Zeitintervall verstrichen ist, kehrt dieser in seinen stabilen Zustand zurück. Dann sind die zum öffnen der Torschaltung 27 erforderlichen Bedingungen erfüllt (beide Multivibratoren 22 und 25 sind im stabilenπ are. After that determined by the multivibrator 25 Time interval has elapsed, this returns to its stable state. Then they are to open the Gate circuit 27 fulfills the required conditions (both multivibrators 22 and 25 are stable

.'(i Zustand) und das Solenoid 8 wird entregt. Dadurch wird die Einatmungsphase eingeleitet und dauert so lange, bis ein neuer Impuls zum Auslösen des Multivibrators 22 vom Multivibrator 20 erzeugt wird. Dann sind die Bedingungen zum Offenhalten der Torschaltung 27. '(i state) and the solenoid 8 is de-energized. This will the inhalation phase is initiated and lasts until a new pulse to trigger the multivibrator 22 is generated by the multivibrator 20. Then the conditions for keeping the gate circuit 27 open are

2^r) nicht mehr erfüllt; das Solenoid 8 wird entregt und schließt die Ausatmungsphase ab.2 ^r ) no longer fulfilled; the solenoid 8 is de-energized and completes the exhalation phase.

Danach wiederholt sich der beschriebene Arbeitszyklus.
Wie bereits oben erwähnt, wird die Dauer desThen the described work cycle is repeated.
As mentioned above, the duration of the

jo gesamten Beatmungszyklus von einem ÄC-Kreis im Multivibrator 20 gesteuert, wobei die Dauer der Einatmungsphase im Verhältnis zur Dauer des Gesamtzyklus durch einen ÄC-Kreis im Multivibrator 22 und die Dauer der Pause im Verhältnis zum Gesamtzyklus durch einen ÄC-Kxeis im Multivibrator 25 gesteuert werden. Ein zweiter RC-Kreis in jedem der Multivibratoren 22 und 25 kann mit dem einstellbaren /?C-Kreis des Multivibrators 20 zur gleichzeitigen Einstellung mit diesem zusammengeschaltet sein. Auf diese Weise vird das Verhältnis von Einatmungsphase und Gesamtzyklusdauer und das Verhältnis zwischen der Pausendauer und der Dauer des Gesamtzyklus vom ersten ÄC-Kreis in jedem dieser Multivibratoren eingestellt. Wenn die Beatmungsfrequenz durch die Einstellung der ÄC-Kreise des Multivibrators 20 geändert wird, werden die zweiten ÄC-Kreise der Multivibratoren 22 und 25 so eingestellt, daß sie die von den ersten /?C-Kreisen bestimmten Verhältnisse beibehalten.jo entire ventilation cycle controlled by an ÄC circuit in the multivibrator 20, the duration of the inhalation phase in relation to the duration of the overall cycle by an ÄC circuit in the multivibrator 22 and the duration of the pause in relation to the overall cycle controlled by an ÄC-Kxeis in the multivibrator 25 will. A second RC circuit in each of the multivibrators 22 and 25 can be interconnected with the adjustable / C circuit of the multivibrator 20 for simultaneous adjustment therewith. In this way, the ratio of the inhalation phase and the total cycle time and the ratio between the pause time and the duration of the total cycle are set by the first AC circuit in each of these multivibrators. If the ventilation frequency is changed by setting the C circles of the multivibrator 20, the second C circles of the multivibrators 22 and 25 are set so that they maintain the ratios determined by the first / C circles.

Wenn beispielsweise die Lunge des Patienten mit 10 LtrVMin. und einer Frequenz von 20 Beatmungszyklen/Min, beatmet werden soll, wird die Frequenz im Multivibrator 20 und die Dauer der Einatmungsphase, die beispielsweise ein Drittel der Dauer des Gesamtzyklus betragen kann, im Multivibrator 22 eingestellt. Die Gasmenge für die Einatmungsphase wird auf 3 χ 10 = 30 LtrVMin. durch Einstellung des Reglers 4 eingestellt Dem Patienten wird so bei einer eingestellten Menge von 30 LtrVMin. an Beatmungsgas während des Drittels der Dauer des Gesamtzyklus, d.h.For example, if the patient's lungs are loaded with 10 LtrVMin. and a frequency of 20 ventilation cycles / min, is to be ventilated, the frequency in the multivibrator 20 and the duration of the inhalation phase, which can be, for example, a third of the duration of the overall cycle, set in the multivibrator 22. the The amount of gas for the inhalation phase is set to 3 χ 10 = 30 LtrVMin. by setting the controller 4 set The patient is given a set amount of 30 LtrVMin. on ventilation gas during of the third of the duration of the total cycle, i.e.

W) 10 LtryMin, zugeführt Die Gasmenge für die Ausatmungsphase kann, wenn erwünscht, in analoger Weise eingestellt werden.W) 10 LtryMin, supplied The amount of gas for the exhalation phase can, if desired, be set in an analogous manner.

Der in Fig.2 gezeigte Umsetzer 10 enthält einen Druckfühler 30, der ein dem Druck im Beatmungssy-The converter 10 shown in Figure 2 contains a pressure sensor 30, which is the pressure in the ventilation system

(,-. stern proportionales elektrisches Signal erzeugt Ein solches Gerät kann beispielsweise ein Druckumsetzer der Bauart EMC 34 der Firma Elema-Schönander AB. Solna/Schweden, sein. Der Druckfühler 30 führt einem (, -. star proportional electrical signal generated. Such a device can be, for example, a pressure converter type EMC 34 from Elema-Schönander AB. Solna / Sweden

Meßgerät 32 über eine Leitung 31 ein druckabhängiges Signal zu. Das Meßgerät kann ein Parkergerät »Two Set Point Control« ER-35-Gerät der Firma Parker Instrument Corporation, Stamford, Conn. (U.S.A.) sein.Measuring device 32 supplies a pressure-dependent signal via a line 31. The measuring device can be a Parker device »Two Set Point Control® ER-35 device from Parker Instrument Corporation, Stamford, Conn. (U.S.A.).

Dieses Meßgerät ist so ausgebildet, daß von ihm einer es mit dem Multivibrator 20 verbindenden Leitung 33 ein Signal von einem bestimmten unteren Grenzdruck und einer es mit dem Multivibrator 22 verbindenden Leitung 34 ein Signal von einem bestimmten oberen Grenzdruck zugeführt wird. In der Leitung 34 liegt eine Torschaltung 35, welche hier zunächst als eine dauernd offene Torschaltung angesehen werden kann. Wenn das von dem Druckfühler 30 dem Meßgerät 32 über die Leitung 31 zugeführte Signal ein einen zwischen dem im Meßgerät 32 eingestellten oberen und unterer. Grenz- !5 druck liegenden Wert hat, werden über die Leitungen 33 bzw. 34 den Multivibratoren 20 bzw. 22 keine Signale zugeführt, und das Beatmungsgerät arbeitet in der oben beschriebenen Weise. Wenn jedoch das Meßgerät anzeigt, daß der untere Grenzdruck unterschritten ist, wird ein Impuls über die Leitung 33 dem Multivibrator auslöst, so daß er sofort in seine Einatmungsstellung zurückkehrt, um einen Einatmungsvorgang einzuleiten. Wenn das Meßgerät 33 anzeigt, daß der obere Grenzdruck überschritten ist, wird über die Leitung 34 dem Multivibrator 22 ein Impuls zugeführt, der diesen Multivibrator auslöst und sogleich in seinen stabilen Zustand überführt, wodurch die vom Multivibrator 25 eingestellte Pause in der oben angegebenen Weise eingeleitet wird. Dies bedeutet, daß die Ausatmungsphase im gleichen Maße vergrößert wird, in dem die Einatmungsphase verkürzt wird.This measuring device is designed in such a way that from it a line 33 connecting it to the multivibrator 20 a signal of a certain lower limit pressure and a signal connecting it to the multivibrator 22 Line 34 is supplied with a signal of a certain upper limit pressure. In the line 34 there is one Gate circuit 35, which here initially as a permanent open gate circuit can be viewed. If that from the pressure sensor 30 to the measuring device 32 via the Line 31 supplied signal a one between the set in the measuring device 32 upper and lower. Limit! 5 pressure has a value, no signals are sent to the multivibrators 20 and 22 via the lines 33 and 34, respectively and the ventilator operates as described above. However, if the meter indicates that the pressure has fallen below the lower limit, a pulse is sent to the multivibrator via line 33 triggers so that it immediately returns to its inhalation position to initiate an inhalation process. If the measuring device 33 indicates that the upper limit pressure has been exceeded, the line 34 the multivibrator 22 is supplied with an impulse which triggers this multivibrator and immediately returns to its stable State transferred, whereby the pause set by the multivibrator 25 in the manner indicated above is initiated. This means that the exhalation phase is increased to the same extent as the Inhalation phase is shortened.

Wenn der Druck im Beatmungssystem unter den vom Meßgerät 32 eingestellten unteren Grenzdruck absinkt, wird die Ausatmungsphase unterbrochen und eine Einatmungsphase von normaler Länge eingeleitet. Hierdurch kann der Durchflußmengenregler so eingestellt werden, daß er verhindert, daß der Druck in den Leitungen 2 und 5 kleiner als z. B. + 7 cm H2O abfällt, wie es beispielsweise bei Operationen am Brustkorb vorkommen kann. Dadurch werden die Lungen daran gehindert, sich völlig zu entleeren und zusammenzufallen. Bei anderen Beatmungsvorgängen, bei denen der Patient in der Lage ist, selbst zu atmen, kann das gleiche System verwendet werden, um das Beatmungsgerät durch die Anstrengung des Patienten selbst steuern zu lassen. In diesem Fall wird das Beatmungsgerät so eingestellt, daß es dem Patienten ein vorbestimmtes Gasvolumen bei einer Frequenz zuführt, die zur Beatmung des ruhenden Patienten erforderlich ist. Der untere Grenzdruck wird so eingestellt, daß er die Einatmungsphase bei einem im Atmungssystem vorhandenen Druck von —0,5 cm H2O einleitet Wenn der Patient die Beatmung beschleunigen will, leitet er die Einatmung selbst ein, bevor die Einatmungsphase durch das Gerät eingeleitet wird. Der Druck in dem Beatmungssystem wird dadurch auf einen Druck unter —0,5 cm H2O absinken, und das Beatmungsgerät wird die Einatmungsphase einleiten. In diesem Falle ist die Ausiitmungsphase verkürzt und die Atmungsfrequenz und die Beatmung werden verstärkt.If the pressure in the ventilation system falls below the lower limit pressure set by the measuring device 32, the exhalation phase is interrupted and an inhalation phase of normal length is initiated. This allows the flow regulator to be adjusted so that it prevents the pressure in the Lines 2 and 5 smaller than z. B. + 7 cm H2O drops, as it can happen, for example, during operations on the chest. This will attach the lungs to it prevented from completely deflating and collapsing. During other ventilation processes in which the Patient is able to breathe by himself can do the same System used to control the ventilator through the exertion of the patient himself permit. In this case the ventilator is set to give the patient a predetermined one Delivering volume of gas at a frequency required to ventilate the patient at rest. Of the lower limit pressure is set so that it is the inhalation phase in an existing in the respiratory system Induces pressure of -0.5 cm H2O If the patient wants to accelerate the ventilation, he induces the Inhale yourself before the inhalation phase is initiated by the device. The pressure in that This will cause the ventilation system to drop below -0.5 cm H2O and the ventilator will initiate the inhalation phase. In this case the exercise phase is shortened and the breathing frequency is shortened and ventilation is increased.

An dem Meßgerät 32 können optische oder akustische Anzeigevorrichtungen angeschlossen sein, um ober- und unterhalb der oberen und unteren Grenzdrücke liegende Drücke anzuzeigen.Optical or acoustic display devices can be connected to the measuring device 32, to display pressures above and below the upper and lower limit pressures.

Das Atmen eines Menschen ist keine Folge von gleichbleibenden Atmungszyklen, und zwar'auch dann, wenn das Atmen bei gleichbleibenden Bedingungen vor sich geht. Beim Atmen treten tiefe Atemzüge in verschiedenen Zwischenräumen auf, die als »Stoßseufzer« bekannt sind. Das hier beschriebene Beatmungsgerät kann Vorrichtungen enthalten, mittels denen im Gerät ein »Stoßseufzer« erzeugt werden kann. Eine solche Vorrichtung enthält, wie sich aus F i g. 2 ersehen läßt, einen astabilen Multivibrator 40, dessen Auslaß über eine Leitung 41 mit einem Zählwerk 42 und über eine Leitung 43 mit einer Torschaltung 35 verbunden ist. Der Multivibrator 40 führt in vorbestimmten Intervallen, beispielsweise jede fünfte Minute, über die Leitungen 41 und 43 dem Zählwerk 42 und der Torschaltung 35 einem Impuls zu. Dieser Impuls setzt das Zählwerk 42 in Tätigkeit, um diesem von dem Triggerauslaß des Multivibrators 22 über eine Leitung 44 zugeführte Impulse zu zählen und schließt außerdem die Torschaltung 35. Wenn der nächste Triggerimpuls von dem Multivibrator 22 zugeführt wird., wird dieser Impuls durch das Zählwerk 42 gezählt und durch dieses gleichzeitig ein Triggerimpuls über eine Leitung 45 und eine Leitung 33 dem Multivibrator 20 zugeführt, damit dieser sofort eine neue Einatmungsphase ohne Zwischenpause und Ausatmungsphase einleitet. Das Zählwerk 42 ist so ausgebildet, daß es nach einer vorbestimmten Anzahl von über die Leitung 44 vom Multivibrator 22 zugeführten Impulsen, z. B. drei Impulsen, außer Tätigkeit gesetzt wird Es werden deshalb vier Einatmungen in einer Reihe während einer verlängerten Einatmungsphase ausgeführt Wenn das Zählwerk 42 außer Tätigkeit gesetzt wird, beginnt der normale Beamtungszyklus wieder, bis über die Leitung 41 und 43 vom Multivibrator 40 der nächste Impuls zugeführt wird.A person's breathing is not a result of constant breathing cycles, even then, when breathing is constant. Take deep breaths while breathing various spaces known as "blow sighs". The ventilator described here may contain devices by means of which a "sigh" can be generated in the device. One contains such a device, as can be seen from FIG. 2 shows an astable multivibrator 40, the outlet of which is connected via a line 41 to a counter 42 and via a line 43 to a gate circuit 35. The multivibrator 40 performs at predetermined intervals, for example every fifth minute over the Lines 41 and 43 to the counter 42 and the gate circuit 35 to a pulse. This impulse sets in the counter 42 in operation to this from the trigger outlet of the multivibrator 22 via a line 44 pulses supplied and also closes the gate circuit 35. When the next trigger pulse from the multivibrator 22 is supplied., This pulse is counted by the counter 42 and by this at the same time a trigger pulse is fed to the multivibrator 20 via a line 45 and a line 33 so that this immediately initiates a new inhalation phase without a break and exhalation phase. The counter 42 is designed so that it is after a predetermined number of over the line 44 from Multivibrator 22 supplied pulses, e.g. B. three impulses, it will be put out of action therefore take four inhalations in a row during a prolonged inhalation phase Counter 42 is put out of action, the normal official cycle begins again until the line 41 and 43 from the multivibrator 40 the next pulse is supplied.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, kann am Rohr 5 eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen sein, um das Entleeren der Lungen zu erleichtern. In diesem Fall kann das Meßgerät 32 dazu verwendet werden, eine Einatmungsphase einzuleiten, wenn der Druck im Beatmungssystem einen vorbestimmten Wert, beispielsweise —10 cm H2O unterschreitetAs shown in FIG. 1 it can be seen, a vacuum source 11 can be connected to the tube 5 to the To facilitate emptying of the lungs. In this case, the meter 32 can be used to measure a Initiate inhalation phase when the pressure in the ventilation system has a predetermined value, for example - 10 cm H2O below

Es sei hier erwähnt, daß das erfindungsgemäße Beatmungsgerät im Gegensatz zu bisher bekannten Beatmungsgeräten auch für Autoklavbehandlungen verwendet werden kann. Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Beatmungsgeräts liegt darin, daß es in der oben beschriebenen einfachen Weise mit einer Stoßseufzervorrichtung versehen werden kann.It should be mentioned here that the ventilator according to the invention in contrast to previously known Ventilators can also be used for autoclave treatments. Another important benefit of the ventilator according to the invention is that it is in the simple manner described above with a puff sigh device can be provided.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Lungenbeatmungsgerät mit einem Beatmungssystem, das ein Einatmungsrohr, ein Ausatmungsrohr, eine Druckquelle für das Beatmungsgas und einen druckempfindlichen, auf den Druck im Beatmungssystem ansprechenden Umsetzer, der eine Einatmungsphase bzw. eine Ausatmungsphase bei einem vorbestimmten unteren bzw. oberen Grenzdruck einleitet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckquelle (1) und dem Einatmungsrohr (2) sowie im Ausatmungsrohr (5) je ein einstellbarer Durchflußmengenregler (4,6) angeordnet ist1. A lung ventilator with a ventilation system that has an inhalation tube, an exhalation tube, a pressure source for the ventilation gas and a pressure-sensitive transducer responsive to the pressure in the ventilation system, the an inhalation phase and an exhalation phase at a predetermined lower and upper, respectively Initiates limit pressure, characterized in that between the pressure source (1) and the inhalation tube (2) and in the exhalation tube (5) each have an adjustable flow rate regulator (4, 6) 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen (4', 7; ö', 8, 20; 22; 25; 27) zum völligen Schließen der Durchflußmengenregler (4; 6) vorgesehen sind, die so den Beatmungszyklus des Beatmungsgeräts bestimmen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that control devices (4 ', 7; ö', 8, 20; 22; 25; 27) to completely close the flow regulator (4; 6) are provided, which determine the ventilation cycle of the ventilator. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen zum Schließen der Durchflußmengenregler so ausgebildet sind, daß sie diese nach jeder Einatmungsphase für eine bestimmte Zeitdauer gleichzeitig geschlossen halten.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the control devices for closing the Flow regulators are designed so that they keep them closed at the same time for a certain period of time after each inhalation phase. 4. Gerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen (35; 40; 42), die in vorbestimmten Zeitabständen eine bestimmte Anzahl von sich unmittelbar aneinander anschließenden Wiederholungen der Einatmungsphase bewirken.4. Apparatus according to claim 3, characterized by means (35; 40; 42) in predetermined Cause time intervals a certain number of immediately following repetitions of the inhalation phase. 5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen zum Schließen der Durchflußmengenregler einen astabilen Multivibrator (20) aufweisen.5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the control devices for closing the Flow regulator have an astable multivibrator (20). 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem astabilcn Multivibrator (20) monostabile Multivibratoren (22, 25) gesteuert werden, welche das Verhältnis der Einatmungsphase zur Ausatmungsphase eines Beatmungszyklus regeln.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the astabilcn multivibrator (20) monostable multivibrators (22, 25) are controlled, which the ratio of the inhalation phase regulate the exhalation phase of a ventilation cycle. 7. Gerät nach Anspruch 3 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem astabilen Multivibrator (20) monostabile Multivibratoren (22, 25) gesteuert werden, welche die Dauer des gleichzeitigen Schließens beider Durchflußmengenregler (4,6) steuern.7. Apparatus according to claim 3 and claim 5, characterized in that of the astable Multivibrator (20) monostable multivibrators (22, 25) are controlled, which the duration of the Control the simultaneous closing of both flow regulators (4,6).