DE4127599A1

DE4127599A1 - Patient's breathing monitor, esp. during sleep - includes breathing mask with inner chamber connected to carbon di:oxide@ analyser and controlled suction device

Info

Publication number: DE4127599A1
Application number: DE19914127599
Authority: DE
Inventors: Herbert Werner
Original assignee: FENYVES U GUT DEUTSCHLAND GmbH
Current assignee: FENYVES U GUT DEUTSCHLAND GmbH
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-02-25

Abstract

An arrangement for monitoring a patient's breathing contains a breathing mask (1) enclosing the nose and mouth with a breathing aperture contg. a filter insert. The inner chamber (12) of the mask is connected via one suction line (10) to a CO2 analyser (11). A second suction line (15) leading into the inner chamber is connected to a suction device (13) which is activated at intervals by a controller (S). A pressure measurement device (17) measures the difference between the inner chamber and ambient pressures. The suction device is activated if the chamber pressure falls below the ambient pressure. USE - To detect when breathing stops.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der Atmung eines Patienten gemäß der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a device for monitoring the breathing of a patient according to the preamble of the claim 1.

Zur Überwachung der Atemtätigkeit während des Schlafs ist es bekannt, im Bereich der Nasenöffnung mittels eines Thermoelements (Temperaturfühler) die Atmung zu überwachen. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Atemstrom die am Temperaturfühler auftretende Temperatur bestimmt, was jedoch nur dann gewährleistet ist, wenn ein ausrei chend großer Teil des gesamten Atemstroms beim Ausatmen durch die Nase austritt. Da jedoch häufig während des Schlafs eine Atmung durch den Mund erfolgt, ist diese be kannte Überwachungsmethode mit Fehlmessungen behaftet. Tritt die Atemluft beim Ausatmen durch den Mund aus, so kann der an der Nasenöffnung angebrachte Temperaturfühler von der Atemluft nicht erwärmt werden, wie wenn überhaupt keine Atmung vorhanden wäre. Außerdem ist diese bekannte Anordnung nicht geeignet, eine Aussage darüber zu machen, ob eine ausreichende Sauerstoffaufnahme und der damit ver bundene CO₂- Ausstoß vorhanden ist. Durch Bestimmung des CO₂-Ausstoßes könnte außer der Atmungsüberwachung auch noch eine Aussage über eventuell vorhandene Fehlfunktionen bzw. Krankheiten gemacht werden.To monitor breathing during sleep, it is known to monitor breathing in the area of the nostril using a thermocouple (temperature sensor). It is assumed that the breath flow determines the temperature occurring at the temperature sensor, but this is only guaranteed if a sufficiently large part of the total breath flow exits through the nose when exhaling. However, since breathing occurs frequently through the mouth during sleep, this known monitoring method is subject to incorrect measurements. If the exhaled air exits through the mouth when exhaling, the temperature sensor attached to the nostril cannot be warmed by the exhaled air, as if there were no breathing at all. In addition, this known arrangement is not suitable for making a statement as to whether there is sufficient oxygen uptake and the associated CO ₂ emissions. By determining the CO ₂ emissions, apart from breathing monitoring, a statement could also be made about any malfunctions or diseases that may be present.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung der Sauerstoffaufnahme und Atemfrequenz eines Patienten zu schaffen, insbesondere zur Feststellung eines während des Schlafs auftretenden Atemstillstandes (Apnoephase).The invention has for its object a device to monitor oxygen intake and respiratory rate to create a patient, especially to determine respiratory arrest that occurs during sleep (Apnea phase).

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 an gegebenen Merkmale erhalten. Der Patient trägt während des Überwachungsvorganges eine Atemmaske, die Nase und Mund überdeckt, so daß unabhängig von Mund- oder Nasenatmung die ein- und ausgeatmete Luft durch den Innenraum der Atemmaske gelangt. Mittels eines an sich bekannten CO₂- Analysators wird die CO₂-Konzentration während der Expi rationsphase (Ausatmung) bestimmt. In zeitlichen Abständen wird mittels einer Saugeinrichtung Kondenswasser aus der Atemmaske abgesaugt, damit dort die Messung nicht behin dert wird. Vorzugsweise erfolgt diese Absaugung bei jeder Inspirationsphase, die dadurch festgestellt werden kann, daß der Innendruck in der Atemmaske mit dem Umgebungsluft druck verglichen wird, wobei ein niedrigerer Innendruck die Inspirationsphase anzeigt.The solution to this problem is obtained by the features given in claim 1. During the monitoring process, the patient wears a breathing mask that covers the nose and mouth, so that the inhaled and exhaled air passes through the interior of the breathing mask independently of mouth or nose breathing. Using a known CO ₂ analyzer, the CO ₂ concentration is determined during the expiration phase (exhalation). At intervals, condensate is sucked out of the breathing mask by means of a suction device so that the measurement is not hindered there. This suction is preferably carried out during each inspiration phase, which can be determined by comparing the internal pressure in the breathing mask with the ambient air pressure, a lower internal pressure indicating the inspiration phase.

Die Saugeinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Um schaltventil und einer daran angeschlossenen Saugpumpe, die ständig in Betrieb ist. Das Umschaltventil kann die Saugpumpe mit dem Innenraum der Atemmaske verbinden oder die zur Atemmaske führende Saugleitung schließen. Bei ge schlossener Saugleitung läuft die Saugpumpe frei, d. h. es wird über das Umschaltventil die Umgebungsluft angesaugt. Das ständige Ein- und Ausschalten der Saugeinrichtung mit tels eines elektromagnetisch betätigten Umschaltventils läßt sich auf einfache Weise realisieren und es wird ein ständiges Ein- und Ausschalten der Saugpumpe vermieden.The suction device preferably consists of one order switching valve and a suction pump connected to it, that is always in operation. The switching valve can Connect the suction pump to the interior of the breathing mask or close the suction line leading to the breathing mask. At ge closed suction line, the suction pump runs free, d. H. it the ambient air is sucked in via the changeover valve. The constant switching on and off of the suction device with means of an electromagnetically operated changeover valve can be realized in a simple way and it becomes a Constant switching on and off of the suction pump avoided.

Die beiden Saugleitungen, die von der Atemmaskte zum CO₂-Analysator und zur Saugeinrichtung führen, sind im In nenraum der Atemmaske über einen Hohlkörper verbunden, der als ein Kunststoffrohr ausgebildet sein kann. Die Wandung des Hohlkörpers besitzt eine Perforation, durch die die Atemluft während der Expirationsphase zum CO₂-Analysator gelangen kann. Ein sich im Hohlkörper ansammelndes Kondenswasser wird über die Saugeinrichtung während der Inspirationsphase abgesaugt. Dabei kann auch die ver brauchte Atemluft aus dem Hohlkörper abgesaugt werden. Auf diese Weise erhält man vor jedem Atemvorgang gleichblei bende Ausgangsverhältnisse für die Messung.The two suction lines, which lead from the breathing mask to the CO ₂ analyzer and to the suction device, are connected in the interior of the breathing mask via a hollow body, which can be designed as a plastic tube. The wall of the hollow body has a perforation through which the breathing air can reach the CO ₂ analyzer during the expiration phase. A condensate that collects in the hollow body is drawn off via the suction device during the inspiration phase. The ver breathed air can also be sucked out of the hollow body. In this way you get constant starting conditions for the measurement before each breathing process.

Die Atemmaske ist vorzugsweise im unteren Wandungsbereich mit Öffnungen versehen, die außen mit einem Verdunstungs vlies überzogen sind. Durch diese Maßnahme kann das sich an der Innenwand der Atemmaske niederschlagende Kondens wasser durch diese Öffnungen nach außen austreten und verdunsten.The breathing mask is preferably in the lower wall area with openings, the outside with an evaporation are covered with fleece. This measure can condensation condensing on the inner wall of the breathing mask leak water through these openings and evaporate.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a Darge in the drawing presented embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfin dungsgemäßen Einrichtung zur Überwachung der Sauerstof faufnahme eines Patienten.The drawing shows the basic structure of an invent device according to the invention for monitoring the oxygen patient admission.

Eine Atemmaske 1 überdeckt Mund und Nase eines Patienten 2, wobei ein umlaufender Gummi-Dichtungsring 3 eine gute Abdichtung gewährleistet. Der Grundkörper 4 der Atemmaske 1 ist ein Kunststoff-Formteil mit einer Atmungsöffnung 5, die von einem Sieb 6 überdeckt ist. In der Atemmaske 1 er streckt sich ein Hohlkörper 7 mit in seiner Wandung ange brachter Perforation 8 und mit einer Auffangkammer 9 für Kondenswasser in seinem unteren Bereich. Der Hohlkörper 7 ist über eine erste Saugleitung 10 an einen CO₂-Analysator 11 angeschlossen. Eine Pumpe P1 saugt über die Saugleitung 10 und über die Perforation 8 die Atemluft aus dem Innen raum 12 der Atemmaske 1.A breathing mask 1 covers the mouth and nose of a patient 2 , a circumferential rubber sealing ring 3 ensuring a good seal. The base body 4 of the breathing mask 1 is a plastic molded part with a breathing opening 5 , which is covered by a sieve 6 . In the breathing mask 1 he stretches a hollow body 7 with perforations 8 placed in its wall and with a collecting chamber 9 for condensed water in its lower region. The hollow body 7 is connected to a CO ₂ analyzer 11 via a first suction line 10 . A pump P 1 sucks the breathing air from the inner space 12 of the breathing mask 1 via the suction line 10 and the perforation 8 .

Eine zweite Saugpumpe P2 ist Teil einer Saugeinrichtung 13, zu der auch noch ein Umschaltventil 14 gehört. Die zweite Saugpumpe P2 saugt in der dargestellten Stellung des Umschaltventils 14 über eine zweite Saugleitung 15 das in der Auffangkammer 9 anfallende Kondenswasser 16 ab. Dieser Absaugvorgang findet nur während der Inspirations phase statt, d. h. solange der Patient einatmet.A second suction pump P 2 is part of a suction device 13 , which also includes a changeover valve 14 . The second suction pump P 2 sucks in the position of the switching valve 14 shown via a second suction line 15 from the condensate 16 accumulating in the collecting chamber 9 . This suction process only takes place during the inspiration phase, ie as long as the patient is breathing.

Die Inspirationsphase wird mittels einer Druckmeßeinrich tung 17 festgestellt. Diese mißt über eine Meßleitung 18, die zu einer Öffnung 19 in der Wandung 4 führt, den Innen druck im Innenraum 12 der Atemmaske 1. Über einen Meßstut zen 20 wird der Druckmeßeinrichtung der Umgebungsdruck zugeführt, so daß diese den Differenzdruck zwischen Innen druck und Umgebungsdruck an eine Steuerung S mitteilen kann. Ist der Innendruck kleiner als der Umgebungsdruck so bedeutet dies, daß der Patient gerade einatmet (Inspirationsphase) und daß das Umschaltventil 14 die dar gestellte Stellung einnehmen muß. Sobald der Innendruck sich wieder erhöht kann darauf geschlossen werden, daß die Inspirationsphase abläuft. Die Steuerung S schließt dann die zweite Saugleitung 15, in dem im Umschaltventil 14 das Umlenkrohr 21 mit seinem Anschluß 22 in die Position des Verbindungsrohrs 23 gebracht wird.The inspiration phase is determined by means of a pressure measuring device 17 . This measures via a measuring line 18 , which leads to an opening 19 in the wall 4 , the internal pressure in the interior 12 of the breathing mask. 1 About a Meßstut zen 20 of the pressure measuring device, the ambient pressure is supplied so that it can communicate the differential pressure between internal pressure and ambient pressure to a controller S. If the internal pressure is lower than the ambient pressure, this means that the patient is breathing in (inspiration phase) and that the changeover valve 14 must assume the position shown. As soon as the internal pressure rises again, it can be concluded that the inspiration phase is running. The control S then closes the second suction line 15 , in which the deflection tube 21 is brought with its connection 22 into the position of the connecting tube 23 in the changeover valve 14 .

Der Hohlkörper 7 kann als geschwungenes Rohr mit angeform ter Auffangkammer 9 ausgebildet sein, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Der Hohlkörper 7 kann jedoch auch aus mehreren nebeneinander angeordneten Rohren oder einem flachen Hohlkörper bestehen.The hollow body 7 can be designed as a curved tube with molded collecting chamber 9 , as shown in the drawing. However, the hollow body 7 can also consist of several tubes arranged side by side or a flat hollow body.

An der Unterseite der Atemmaske 1 besitzt deren Wandung Öffnungen 24, die von einem Verdunstungsvlies 25 überdeckt sind. Durch die Öffnungen 24 kann Kondenswasser, welches sich im Innenraum 12 ansammelt, nach außen in das Verdun stungsvlies 25 gelangen und an die Umgebungsluft abgegeben werden.At the bottom of the breathing mask 1 , the wall thereof has openings 24 which are covered by an evaporation fleece 25 . Through the openings 24 , condensation, which accumulates in the interior 12, can reach the outside in the evaporation fleece 25 and be released into the ambient air.

Claims

1. Einrichtung zur Überwachung der Atmung eines Patienten, insbesondere während des Schlafs, mittels einer Nase und Mund umschließenden Atemmaske, die eine Atemöffnung mit Siebeinsatz hat, dadurch gekennzeich net, daß der Innenraum (12) der Atemmaske (1) über eine erste Saugleitung (10) an einem CO₂-Analysator (11) ange schlossen ist, daß eine zweite Saugleitung (15) in den In nenraum (12) geführt ist, die an eine Saugeinrichtung (13) angeschlossen ist und daß eine Steuerung (S) die Saugein richtung (13) in Zeitintervallen wirksam schaltet.1. A device for monitoring the breathing of a patient, in particular during sleep, by means of a breathing mask which encloses the nose and mouth and has a breathing opening with a sieve insert, characterized in that the interior ( 12 ) of the breathing mask ( 1 ) has a first suction line ( 10 ) is connected to a CO ₂ analyzer ( 11 ) that a second suction line ( 15 ) is guided into the interior ( 12 ), which is connected to a suction device ( 13 ) and that a controller (S) is suction direction ( 13 ) takes effect at time intervals.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Saugeinrichtung (13) aus einem Umschaltventil (14) und einer daran angeschlossenen Saugpumpe (P2) besteht, wobei die Steuerung (S) das Um schaltventil (14) derart betätigt, daß in der ersten Stel lung die Saugpumpe (P2) mit der zweiten Saugleitung (15) verbunden ist und in der zweiten Stellung die zweite Saug leitung (15) gesperrt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the suction device ( 13 ) consists of a switching valve ( 14 ) and a suction pump connected to it (P 2 ), the controller (S) actuating the switching valve ( 14 ) in such a way that in the first position, the suction pump (P 2 ) is connected to the second suction line ( 15 ) and in the second position the second suction line ( 15 ) is blocked.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei den Saugleitungen (10, 15) im Innenraum (12) der Atemmaske (1) über einen Hohlkörper (7) verbunden sind, der an sei ner Seitenwandung perforiert ist. 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction lines ( 10 , 15 ) in the interior ( 12 ) of the breathing mask ( 1 ) are connected via a hollow body ( 7 ) which is perforated on its side wall.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hohlkörper (7) im unteren Bereich eine Auffangkammer (9) für Kondenswasser (16) hat, an die die zweite Saugleitung (15) angeschlossen ist.4. Device according to claim 3, characterized in that the hollow body ( 7 ) in the lower region has a collecting chamber ( 9 ) for condensed water ( 16 ) to which the second suction line ( 15 ) is connected.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmeßeinrichtung (17) den zwischen Innenraum (12) der Atemmaske (1) und Umgebung herrschenden Differenzdruck mißt und bei einem niedrigeren Innendruck als der Umge bungsdruck über die Steuerung (S) die Saugeinrichtung (13) kurzzeitig einschaltet.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure measuring device ( 17 ) measures the prevailing differential pressure between the interior ( 12 ) of the breathing mask ( 1 ) and the environment and at a lower internal pressure than the ambient pressure via the controller (S) Briefly switches on the suction device ( 13 ).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Saugeinrichtung (13) so lange eingeschaltet bleibt, solange ein unter dem Umge bungsdruck liegender Innendruck herrscht.6. Device according to claim 5, characterized in that the suction device ( 13 ) remains switched on as long as there is an internal pressure which is below the ambient pressure.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß die Druckmeß einrichtung (17) über eine Meßleitung (18) an eine Öffnung (19) in der Wandung der Atemmaskte (1) angeschlossen ist und über einen Meßstutzen (20) mit dem Umgebungsdruck be aufschlagt ist.7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the pressure measuring device ( 17 ) via a measuring line ( 18 ) to an opening ( 19 ) in the wall of the breathing mask ( 1 ) is connected and via a measuring nozzle ( 20 ) with the ambient pressure.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Atem maske (1) im unteren Bereich ihrer Wandung Öffnungen (24) hat, die außen mit einem Verdunstungsvlies (25) überzogen sind.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the breathing mask ( 1 ) in the lower region of its wall has openings ( 24 ) which are coated on the outside with an evaporation fleece ( 25 ).