DE6910770U

DE6910770U - Geraet zum beatmen der lunge

Info

Publication number: DE6910770U
Application number: DE19696910770
Authority: DE
Inventors: Paul Bischler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1969-09-25

Description

Paul Bischler

Kons tanz (Deuts chland)

Gerät zum Beatmen der Lunge

Die Erfindung "betrifft ein Gerät zum Beatmen der Lunge mit einem Anschluß für die Frischluftzufuhr und einem weiteren Anschluß für die Ausatmungsluft.

Die kleinen Versuchstiere, welche in pharmakologischen und tierexperimentellen Laboratorien verwendet werden, haben in der Regel eine hohe Atemfrequenz,

So werden für die Ratte und das Meerschweinchen 100 150, für die Maus sogar I36 - 216 Atemzüge pro Minute angegeben. Im Verhältnis hierzu kommt die Katze mit nur 20 - 30 Atemzügen pro Minute aus.

Schwierigkeiten, welche mit den herkömmlichen Methoden der künstlichen Beatmung bei so hohen Atemfrequenzen auftreten, sind gegeben.

Der bei den gebräuchlichen Aterapumpen verwendete Luftabführschlauch, an dessen Ende die Ausatmung geregelt wird, ergibt neben einer unerwünschten Windkessel-

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Konstanz

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funktion einen luftwiderstand, der durch. Kondenswasser der Ausatemluft noch erhöht wird. Auch wird in der Regel innerhalb der gebräuchlichen Atemkanülen - außer denjenigen, welche nach dem Pitotschen Prinzip konstruiert sind - die zugeführte Frischluft mit einem verhältnismäßig hohen Anteil an Ausatmungsluft gemischt, wobei der "tote Raum¹¹ der Lunge vergrößert wird. Eine Erhöhung des Prlschluftanteils wird mit der Erhöhung der Luftzufuhr erreicht, welche zu einer verstärkten Beanspruchung des Atemapparates und einer Verlängerung der Ausatmungszeit fuhrt·

Aufgabengemäß sollen die Nachteile der bekannten Geräte verm&Len werden«

Bei einem Gerät der eingangs genannten Art wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine fremdgesteuerte elektromagnetische Vorrichtung eine Ventilanordnung für die fremdzugeführte Einatmungsluft und die Ausatmungsluft steuert, wobei die Ventilanordnung für die Einatmungsluft an eine erste Röhre und die Ventilanordnung für die Ausatmungsluft an eine zweite Röhre angeschlossen ist und diese Röhren zu einer Doppelröhre zusammengefasst sind, die in die Trachea (Luftröhre) bis in Lungennähe einbringbar ist.

Durch ein solches Gerät lassen sioh eine Reihe wesentlicher Vorteile erzielen: Neben einer steuerlosen und voneinander getrennten Regelung bzw. Steuerung der Atemfrequenz und des Atemhubes ist von besonderer Wiohtigkeit daß die Doppelröhre erst in Lungennähe endet. Der Gasaustausch erfolgt also in unmittelbarer Nähe der Lunge. Die Ein- und Ausatmungsluft sind völlig getrennt, so daß also keine Ausatmungsluft wieder eingeatmet wird·

Paul Blsohler Konstanz

Bei den bekannten Systemen wird nämlich stets die in der Trachea, den Bronchien und Nebenbronohien enthaltene verbrauchte Ausatemluft beim Einatmen wieder der Lunge zugeführt. Dieser tote Raum wird mit zunehmender Einftthrtiefe der Doppelröhre wesentlich vermindert. Dadurch, daß der Totraum der Trachea entfällt, ist ein erhöhtes Inspirationsreservevolumen vorhanden, d.h. die Lunge braucht nicht wie sonst üblich weit gedehnt zu werden, damit die Frischluft in die Lunge gelangt, da ja nioht die Luft eines Totraumes in die Lunge mit zurück geschoben werden muß;

Durch das Fehlen eines langen Schlauchsystems und des Totraumes der Trachea weist das Zuleitungssytem der Beatmungsluft keine Windkesselfunktion auf. Bei den bekannten Systemen verursachen die langen Zuleitungen und der Totraum der Trachea, daß der Druckverlauf der Atemluft im Bereich der Lunge gegenüber dem Druckverlauf am Beatmungsgerät verzögert und gedämpft 1st, so daß die mögliche Atemfrequenz nach oben und der Atemhub nach unten begrenzt ist.

Der Doppelschlauch wird oval eingeführt, es ist also keine Traoheotomie (Luftröhrensohnitt) notwendig. Mit dem Gerät lassen eich auch einzelne Testdruokimpulse in der Lunge erzeugen, um deren elastisches Verhalten zu ermitteln.

Die dünne Röhre 1 für die Frischluftzufuhr verläuft innerhalb einer etwa gleich langen Röhre 2 für die Luftabführung. Der Durchmesser der Röhre 2 1st der Trachealweite des Untersuohur^sobjekts angepasst. Beide Röhren 1 und 2 sind austauschbar. Die äußere Röhre 2 ist am vorderen Ende der starr mit dem Gehäuse 15 verbundenen Gleithülse 9 verbunden, vorzugsweise auf diese aufgesteokt. Die dünne

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Röhre 1 ist an einen in der Gleithülse 9 bewegbaren Magnetkern 3 angeschlossen. Der Magnetkern 3 ist der länge nach durchbohrt. Diese Bohrung 14 ist vorne offen und an dieser Stelle mit der Röhre 1 gasdicht verbunden. Diese Verbindung zwischen der Bohrung 14 und der Röhre 1 erfolgt beispielsweise über eine mit dem Magnetkern 3 bewegbare Dichtung 13.

Der Magnetkern 3 wird bei Bestromen der Spule 4 in Pfeilrichtung nach vorne bewegt. Hört die Erregung der Spule 4 auf, dann wird der Magnetkern 3 durch die Feder 7 in seine Ruhelage zurückgeführt (gestrichelter Pfeil). Dieses Hin- und Herbewegen des Kerns 3 kann auch bewirkt ν erden durch zwei Spulen oder durch Umpolarisieren der Speisespannung, wenn der Kern aus magnetischem, polarisiertem Material besteht.

Bei seiner Vorwärtsbewegung in Pfeilrichtung wird die Bohrung 14 und damit die Röhre 1 an die Frischluftkammer 6 angeschlossen, welche beispielsweise über die öffnung 12 an ein Luftvorratsgefäß regelbaren Drucks angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen der Kammer und der Bohrung 14 erfolgt hierbei über die Querbohrung 11 an der Gleithülse 9 und die bei angezogener Stellung des Kerns 3 mit dieser Bohrung deckungsgleiche Bohrung 10 am Kern 3. Hierdurch wird der lunge über die Röhre Atemluft zugeführt.

Die rückstßmende Ausatmungsluft entweicht über die öffnung 5 an der Gleithülse 9, die somit die Röhre 9 mit dem Freien verbindet. Hierbei kann vorzugsweise die Anordnung so getröffen sein, daß bei der Vorwärtsbewegung des Kerns 3 diese öffnung 5 verschlo3sen wird. Vorteilhafterweise ist die Steuerung derart, daß im ersten Teil der Bewegung des Kerns 3 die öffnung 5

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verschlossen wird und im zweiten feil der Bewegung die Verbindung zwischen der Kammer 6 und der Bohrung 14 über die Querbohrungen 10, 11 hergestellt wird. Zum Verschließen der Bohrung 5 dient vorzugsweise die Dichtung 13» welche auch die Abdichtung zwischen dem Kern 3 und der Röhre 1 übernimmt. Das Beatmen über die Röhre 1 erfolgt also bei der Vorwärtsbewegung des Kerns 3, d.h. die Erischluft gelangt unter Druck in die Lunge. Das Ausatmen geschieht bei der Rücklaufbewegung des Kerns 3» d.h. hierbei wird die luftzufuhr von der Kammer 3 unterbrochen und das leitungssystem über die Öffnung 5 entspannt.

Das Gerät kann weiterhin einen Anschlußstutzen 8 an der Ausatmungsröhre 2 aufweisen. An diesen Ansehlußstutzen S kann beispielsweise ein empfindlicher Druckmesser angeschlossen werden, um den jeweiligen Druck in der Lunge zu messen und zu registrieren. Dies ist bei der Untersuchung der broncholytischen Eigenschaften von Substanzen und Pharmazeutika in der Pharmakologie von Interesse. Beispielsweise läßt sich eine Verengung der Bronchien nachweisen, wenn der Druckverlauf am Stutzen 8 gemessen wird. Aus dem Verhältnis des Druckverlaufs in der Röhre 1 zum Daatckverlauf in der Röhre 2 (Stutzen 8) lassen sich derartige Rückschlüsse exakt ziehen.

Über den Stutzen 8 kann auch vorhandener Schleim abgesaugt werden. Es ist auch möglich, am Stutzen 8 einen Windkessel (Druckausgleichsgefäß) anzuschließen, womit die Druckanstiege der Einatmungsluft variiert werden können. Ein solcher Windkessel erzeugt einen bestimmten Gegendruck und die Druckaröbiege können abgeflacht werden.

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Anstelle des gezeigten Stenerungssystems mit einem hin- und hergehenden Kern 3 (Hubnagnet) kann im Gehäuse 15 auoh ein Drehsystem angeordnet sein. Besteht das Drehsystem 'beispielsweise aus einem Drehmagneten, dann wird bei der Drehung in der einen Richtung zuerst die Bohrung 5 verschlossen und danach über einen Sohlitz an der Gleithttlse 9 und einen in gleicher Höhe angeordneten Sohlitz am Kern 3 die Verbindung zwischen de: Kammer 6 und der Bohrung 14 hergestellt· Bei der Rückdrehung des Kerns in der anderen Richtung wird die Zu- — leitung abgeschlossen und die Ausatemleitung geöffnet. Es kann auoh ein Schrittschaltwerk oder ein Motor Anwendung finden, wobei aufeinanderfolgend die Bohrung 5 verschlossen wird, sodann die Bohrung H an die Kammer angeschlossen, danach die Bohrung 14 von der Kammer 6 wieder getrennt und im nächsten Schritt die Bohrung 5 vidsr geöffnet wird.

Ein wesentliches Merkmal des Erfindungsgegenstandes ist die stufenlose und voneinander unabhängige Einstellung von Atemfrequenz und Atemhub, so daß alle Atemformen simuliert werden können. Die Atemfrequenz ist bestimmt durch die Arbeitsfrequenz des Elektromagneten 3, 4» während der Atemhub bestimmt ist durch den einstellbaren Druok in der Kammer 6. Als lieferquelle für die Atemluft können Fressluftflaschen dienen, die über ein Feinreduzierventil an den Stutzen 12 angeschlossen werden. Die Arbeltsfrequenz und der Druok in der Kammer können elektronisch gesteuert und geregelt werden.

Von großem Vorteil ist der Umstand, daß über die Atemfrequenz und/oder den Atemhub der OOg-Gehalt der Ausatmungsluft konstant gehalten werden kann, indem dieser

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COg-Gehalt am Auslass 5 gemessen und In Abhängigkeit dieses Gehaltes die Atemfrequenz und/oder der Atemhub, d.h. die Sauerstoffzufuhr zur Lunge geregelt wird.

Die Beatmungsluft kann für pharmakologisohe Untersuchungen jederzeit mit definierten Dosen von Karkosegasen oder "bronchowirksamen Gasgemischen versetzt werden. Außerdem kann die Beatmungsluft angefeuchtet werden. Diese Befeuchtung ist anzustreben» da beim Ein- und Ausatmen keine Vermischung zwischen der trockenen Einatmungsluft und der feuchten Ausatmungsluft stattfindet.

Das Gerät ist einfach aufgebaut und von Hilfskräften bedienbar. Es ist klein und handlich, leicht zerlegbar und leiöhO zu reinigen. Ss arbeitet nahew", geräuschlos.

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Claims

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aflaisprüche

· Gerät zum Beatmen der Lunge mit einem Anschluß für die Frischluftzufuhr und einem weiteren Anschluß für die Ausatmungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß eine fremdgesteuerte elektromagnetische Vorrichtung (3, 4) eine Ventilanordnung (5, 10, 11, 13) für die fremfeugeführte Einatmungsluft und die Ausatmungsluft steuert, wobei die Ventilanordnung (5, 13) für die Einatmungsluft an eine erste Röhre (1) und die Ventilanordnung (10, 11) für die Ausatmungsluft an eine zweite Röhre (2) angeschlossen ist und diese Röhren (1, 2) zu einer Doppelröhre zusammengefasst sind, die in die Trachea (Luftröhre) "bis in Lungennähe einbringbaz· ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Vorrichtung ein Hubmagnetsystem (3, 4) dient.
3. Gerät nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Vorrichtung ein Drehmagnetsystem "bzw. ein Motor dient.
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der "bewegte Magnetkern (3) eine mit ihrem offenen Ende mit der ersten Röhre (1) in Verbindung stehende Längsbohrung (14) aufweist, in die eine Querbohrung (10) mündet, welche bei Betätigen

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der Vorrichtung (5» 4) mit einer Bohrung (11) an der GleithUlse (9) deckungsgleich ist und die Verbindung mit einer unter Druck stehenden Frischluftkammer (6) herstellt.
5. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslassöffnung (5) an der Gleithülse (9) "bei Betätigen der Vorrichtung (3, 4) durch den Magnetkern (3) verschließbar ist.
β. Gerät nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigen der Vorrichtung (3, 4) zuerst die Auslassöffnung (5) verschlossen wird und dann die Öffnungen (10, 11) deckungsgleich gebracht werden.
7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (1, 2) koaxial angeordnet sind und die äußere Röhre (2) für die Ausatmungsluft einen Anschlußstutzen (8) aufweist·
8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eingang (12) zur Kammer (6) ein luftbefeuchter angeordnet ist·
9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang (12) eine Druckpumpe und an den Ausgang (5) eine Saugpumpe angeschlossen ist.
10. Gerät nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil des Magnetkerns (3) eine Dichtung (13) trägt, die die Bohrung (14) mit der ersten Röhre (1) verbindet und gleichzeitig zum Verschließen der Öffnung (5) dient.