DE69221291T2

DE69221291T2 - Atemgeraet

Info

Publication number: DE69221291T2
Application number: DE69221291T
Authority: DE
Inventors: Kevin Bowden; Howard Buckenham; Damon Cookman; Peter Dearman; Andrew Mountpleasant Co Sharpe
Original assignee: Bnos Electronics Ltd
Current assignee: Bnos Meditech Ltd Great Dunmow Essex Gb
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: EP0578679A1; DE69221291D1; GB2270629A8; ATE156024T1; GB9106960D0; GB9319999D0; CA2107358C; WO1992017235A1; EP0578679B1; US5651361A; CA2107358A1; GB2270629B; GB2270629A; US5537999A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Atemgerät zur Zufuhr von atembarem Gas zu einem Patienten. Ein solches Gerät kann zur Notfallwiederbelebung und auch bei in Anästhesie befindlichen Personen zur Lungendurchlüftung verwendet werden.

Vorgeschichte der Erfindung

Ein Atemgerät der oben beschriebenen Gattung ist bekannt, zum Beispiel aus der UK-Patentschrift Nr. 2 170 409 A (EP-A- 0 190 856). Dieses bekannte Gerät enthält ein verschiedenartige Ventile und Drosseln enthaltendes Gaskreislaufmittel, so daß Luft- oder Sauerstoffimpulse dem Patienten periodisch zugeführt werden können. Es enthält auch einen Schalter, mit dem das Gas dem Patienten stattdessen unter Umgehung des Gaskreislaufmittels stetig zugeführt werden kann.
Bei bekannten Atemgeräten der in Rede stehenden Art ist die Gassteuerschaltung üblicherweise als ein Steuermodul und ein über einen länglichen flexiblen Schlauch an dieses angeschlossenes Handstück ausgebildet. An diesem Steuermodul werden sämtliche oder bestimmte Einstellungen vorgenommen. Dies verlangt, daß mindestens eine Hand des Anwenders vom Handstück frei ist. Bei Gebrauch ist eine Gesichtsmaske an dieses angeschlossen und diese muß zum Abdichten des Gebietes um Mund und Nase des Patienten mit der Hand gehalten werden.
Die wo-A-90/01 965 offenbart Atemgeräte mit einem über einen Schlauch an ein getrenntes Modul angeschlossenes Gehäuse.
Dieses ist auch an eine Maske angeschlossen. Das getrennte Modul ist ein wesentlicher Teil des vollständigen Atemgerätes und enthält wichtige, bei Gebrauch einzustellende Steuerungen. Für den Anwender ist es sehr schwierig, die Maske auf dem Gesicht des Patienten in ihrer Stellung zu halten und gleichzeitig die Steuerungen zu erreichen, von denen sich einige am Gehäuse und andere an dem getrennten Modul befinden. Die WO-A-90/01 965 bildet den Ausgangspunkt für die Definition der Erfindung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines verbesserten Atemgerätes zur Zufuhr von atembaren Gas zu einem Patienten.

Die Erfindung

Gemäß der Erfindung ist ein Atemgerät zur Zufuhr von Luft oder Sauerstoff zu einem Patienten vorgesehen mit einem Gehäuse, einem Gaseinlaß am Gehäuse zur Aufnahme einer stetigen Gaszufuhr, einem Gasauslaß am Gehäuse zum Anschließen an eine Gesichtsmaske, einem mit der Hand betätigbaren Ventil in dem Gehäuse und einem mit der Hand betätigbaren Glied am Gehäuse zum Steuern der Zufuhr von Gas zum Auslaß durch das mit der Hand betätigbare Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein mit einer einzigen Hand zu haltendes Gehäuse ist, und gekennzeichnet durch Gaskreislaufmittel im Gehäuse, die ein Hauptventil zum Bewirken eines Gaskreislaufeffektes und einen Schalter am Gehäuse enthalten, wodurch das Gas vom Einlaß entweder dem Hauptventil und damit selbsttätig durch die Kreislaufmittel auf einer zyklischen Basis dem Gasauslaß oder dem mit der Hand betätigbaren Ventil stetig zugeführt wird. Das von Hand betätigbare Glied ist vorzugsweise ein Auslösehebel.
Dieses Gerät hat den Vorteil, daß mit einer in Gebrauch an dem Gasauslaß an dem Gehäuse angebrachten Gesichtsrnaske sämtliche Einstellungen und Arbeiten am Gerät mit den Fingern im wesentlichen ohne Freigabe der die Gesichtsmaske in ihrer La ge haltenden Hände ausgeführt werden können. Insbesondere kann der Auslösehebel betätigt werden zum Bewirken eines Umwälzens der Gasversorgung unter Steuerung von Hand, zum Beispiel in Übereinstimmung mit einer von Hand durchzuführenden Herzmassage.
Das in der Hand zu haltende erfindungsgemäße Gerät kann verhältnismäßig klein und leicht ausgebildet werden, zum Beispiel mit Abmessungen von etwa 110 mm mal 65 mm mal 51 mm und mit einem Gewicht von etwa 250 g, und dies wird zum Teil durch die Verbesserung in der Gassteuerschaltung zum Beispiel im Vergleich zu der in der UK-Patentschrift Nr. 2 170 409 A beschriebenen möglich.
Die Gasströmungsrate zum Patienten wird vorzugsweise durch eine erste verstellbare Drossel und die Periodizität des Zyklus durch eine zweite verstellbare Drossel gesteuert, wobei die beiden Drosseln zu einer koaxialen Anordnung aus inneren und äußeren Drosselelementen zusammengefaßt sind, von denen das innere Drosselelement vom äußeren Drosselelement getragen wird.
Vorzugsweise umfassen die Drosselelemente in einer feststehenden Hülse verstellbare innere und äußere Drosselnadeln. Die äußere Drosselnadel, die hohl ist und vorzugsweise die Gasströmung zum Patienten steuert, ist in der feststehenden Hülse durch zusammenwirkende Gewindegänge verstellbar, während die innere Drosselnadel zum Steuern der zyklischen Periodizität mit der äußeren Nadel verschraubt ist. Während damit die zyklische Periodizität unabhängig einstellbar ist, verstellt die Einstellung der Gasströmungsrate zum Patienten selbsttätig auch die Zykluszeit. Dies ist zweckmäßig zum Ermöglichen der Ausbildung einer Erwachsenen/Kindsteuerung am Gerät. Die Einstellung der Steuerung in Richtung auf die Kmdereinstellung setzt die Gasströmungsrate zum Patienten herab und erhöht gleichzeitig die zyklische Periodizität.
Die Gaskreislaufmittel enthalten das die Zykluswirkung des Gases erzeugende Hauptventil. Dieses weist einen Hauptgaseinlaß und einen Gasauslaß auf, von dem das Gas zu den Strömungsraten/Zeitdrosselmitteln strmt, einen sekund-ren Gaseinlaß, der einen von der Einstellung der Zeitnadel abhängigen Teil des zum Patienten strömenden Gases von den Drosselmitteln aufnimmt, und ein federbelastetes Ventilglied, das durch den Druckaufbau des Gasdruckes am sekundären Einlaß fortschreitend in eine Stellung getrieben wird, in der es den Hauptgaseinlaß verschließt, worauf die Gasströmung zu den Drosselmitteln endet, Gas vom sekundären Einlaß zu den Drosselmitteln zurückströmt und das Ventilglied zum Wiederöffnen des Haupteinlasses schließlich zurückgeführt wird. Vorteilhafterweise erübrigt sich bei dieser Ausbildung des Hauptventils die Notwendigkeit eines Gasvorrates, wie er zum Beispiel in der UK-Patentschrift Nr. 2 170 409 A beschrieben wird.
In einem bevorzugten Gerät tritt das Gas am Einlaß zum Gehäuse ein und strömt zu dem Hand/Automatikschalter, vorzugsweise nach Durchlauf durch einen verstellbaren Druckregler, wobei der Hand/Automatikschalter das Gas entweder zu dem von dem Auslöser betätigten Handventil oder zum Haupteinlaß des oben beschriebenen Hauptventils des Gasumlaufkreises leitet.
Zusätzlich zu einem Druckentlastungsventil am Gasströmungsauslaß zum Patienten enthält die Vorrichtung vorzugsweise ein Aternunterstützungsventil, das, falls der Patient ein Einatmen während einer Gas-Aus-Phase eines Zyklus versucht, sofort betätigbar ist zum Entlasten des Druckes am Sekundäreinlaß des Hauptventils, um damit sofort eine Gas-An-Phase auszulösen.

Beschreibung der Ausführungsform

Weitere Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen aus der folgenden Beschreibung einer praktischen Ausführungsform der Vorrichtung. Dabei ist:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform mit aufgesetzter Gesichtsmaske,
Fig. 2 die Darstellung einer Anwendungsart des Gerätes,
Fig. 3 eine Darstellung der Gassteuerschaltung im Gehäuse des Gerätes,
Fig. 4 die Darstellung von Bauteilen eines Teiles der Gassteuerschaltung,
Fig. 5 die Darstellung eines wahlweise verwendbaren Wechselventils, das in den Patientenauslaß der Gassteuerschaltung eingebaut werden kann, und
Fig. 6 die Darstellung des Ventils aus Fig. 5 in einer anderen Betriebsstellung.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 enthält das bevorzugte Gerät oder Instrument ein Gehäuse 10, das sich bequem in der Hand halten läßt, mit einem Gasauslaß 12, an dem eine Gesichtsrnaske 14 befestigt ist.
Das Gehäuse weist einen Hand/Automatikschalter 16 auf, ein mit dem Gasauslaß zusammenwirkendes Druckentlastungs- oder Ausblasventil 18, eine Steuerung 20, die zwischen einer Erwachsenen- und einer Kindeinstellung voll verstellbar ist, und einen mit der Hand betätigbaren Auslösehebel 22.
Das Gehäuse weist auch noch einen in Fig. 1 nicht sichtbaren Gaseinlaß auf, dem Luft oder Sauerstoff aus einem Vorratszylinder oder einer Femleitung zugeführt wird.
Wie in Einzelheiten noch später beschrieben wird, weist das Gerät im Gehäuse eine Gassteuerschaltung auf, mit der atembares Gas entweder als Impulse auf einer zyklischen Basis, das heißt mit sich in der Automatikstellung bef indendem Schalter 16, oder zu einem von Hand betätigbaren, mit dem Auslösehebel 22 steuerbaren Ventil zugeführt wird, das heißt bei sich in Handeinstellung bef indendem Schalter 16. Bei Zuführung des Gases auf einer zyklischen Basis sind die Gasströmungsrate und die Zykluszeit mit der Steuerung 20 einstellbar.
Fig. 2 zeigt die Art und Weise der Verwendung des Gerätes. Während beide Hände zum Halten des Gerätes mit angelegter Atemmaske zum Sicherstellen ihrer guten Abdichtung um den Mund und die Nase des Patienten verwendet werden können, können zur gleichen Zeit sämtliche Geräteregler und insbesondere der Auslösehebel 22 ohne Lösen des Haltes vom Gerät und der Maske mühelos mit den Fingern bedient werden. Bei Handbetrieb kann der Auslösehebel 22 zum Beispiel ohne weiteres zum Zuleiten von Gasimpulsen in Übereinstimmung mit der Hand-Herzmassage betätigt werden.
In Fig. 3 wird die in dem Gehäuse vorgesehene Gassteuerschaltung gezeigt. Am Einlaß 30 tritt Gas über ein Sinterbronzefilter 32 ein und strömt zu einem Druckregler 34, der eine Einstellschraube 36 aufweist. Das Filter 32, der Regler 34 und die Schraube 36 sind in einem Reglergehäuse 31 angeordnet.
Vom Druckregler gelangt das Gas zu dem Hand/Automatikschalter 16, der in seiner Handeinstellung das in der Leitung 38 befindliche Gas zum Handventil 40 durchläßt, das mit dem mit dem Auslösehebel verbundenen Element 42 betätigbar ist. Bei gedrücktem Auslösehebel wird das Gas vom Auslaß 44 zum Patienten geleitet.
In der Automatikeinstellung des Schalters 16 gelangt das Gas zum Haupteinlaß 46 eines Hauptventils 48. Dieses weist einen Auslaß 50 auf, von dem es zu einer Drosseleinheit 52 strömt. An dieser strömt ein größerer Anteil des Gases zum Patientenauslaß 54, der sich mit dem Gasauslaß 44 zum Ausbilden des in den Figuren 1 und 2 gezeigten, vom Gehäuse ausgehenden gemeinsamen Gasauslaß 12 zusammenschließt. Ein kleinerer Anteil des Gases wird von der Drosseleinheit 52 zum sekundären Einlaß 56 des Hauptventils 48 zurückgeleitet.
Das Hauptventil 48 weist einen kastenförmigen Kolben 58 auf, der unter dem Druck einer Rückführungsfeder 60 steht und sich in abdichtendem Gleitsitz im Ventilgehäuse 62 befindet. Der Kolben trägt ein Ventilelement 64, das zwecks Bewegung mit dem Kolben unter dem Druck einer Feder 66 steht und an seinem vom Kolben abgelegenen Ende über eine o-Ringdichtung 68 in einem Kanal 70 gleiten kann. Normalerweise tritt das Gas damit am Haupteinlaß 46 ein und gelangt von dort zum Auslaß 50, während das Ventilelernent 64 den Kanal 70 an der Dichtung 68 verschließt.
Während sich der Gasdruck hinter dem Kolben 58 am Sekundäreinlaß 56 aufbaut, wird das Ventilelernent 64 schließlich zum Verschließen des Haupteinlasses 46 gegenüber dem Auslaß 50 an der zweiten O-Ringdichtung 72 im Kanal 70 verschoben. Damit ist der Haupteinlaß 46 wirksam verschlossen und die Gasströmung zur Drosseleinheit 52 und damit zum Patientenauslaß 54 unterbrochen. An diesem Verbindungspunkt wird die aufgrund des Gasdruckes in der Kammer 50 auf den Kolben 64 ausgeübte Kraft weggenommen. Dies ermöglicht eine Entlastung der Stabilisierungsfeder 66 und ein weiteres Drücken des Kolbens 64 zum weiteren Verschließen des Gaseinlasses. Hinter dem Kolben 58 fällt der Gasdruck beim Zurückströmen des Gases durch die Leitung 74 und durch die Drosseleinheit in Richtung auf den Patientenauslaß 54 ab, wodurch der Kolben unter der Einwirkung der Rückführungsfeder 60 und Mitnahme des Ventilelementes 64 in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt wird. Damit kann der Hauptgaseinlaß 46 der Drosseleinheit 52 wieder Gas zuführen, und auf diese Weise wird die zyklische Gaszufuhr fortgesetzt.
Die Bewegung des Ventilelementes 64 wird durch eine auf dem Element vorgesehene ringförmige Lippe 76 eingeschränkt, die mit den O-Ringdichtungen 68 und 72 zum Begrenzen der Bewe gung des Ventilelementes in beiden Richtungen in Anlage treten kann.
Bei Automatikbetrieb sind die Gasströmungsrate zum Patienten und die Zyklusperiodizität des Gases mit der Drosseleinheit 52 einstellbar.
Zu diesem Zweck weist die Drosseleinheit 52 eine feststehende Hülse 76 auf, in der sich in Längsrichtung einstellbar eine äußere, hohle Drosselnadel 78 in Verschraubung mit der Hülse und eine innere Drosselnadel 80 in Verschraubung mit der äußeren Nadel befindet. Die Hülse weist einen Gaseinlaß 82 und Gasauslässe 84 und 86 auf. Der erste Auslaß 84 führt zum Patientenauslaß 54 und der zweite Auslaß 86 zu der Leitung 74, über die ein Teil des Gases dem Hauptventil 48 zugeführt wird.
Die äußere Drosselnadel 78 steuert die Verbindung zwischen dem Einlaß 82 und dem Auslaß 84. Dadurch wird die Gasstr :mung zum Patienten gesteuert. Die innere Drosselnadel 80 steuert die Verbindung zwischen dem Einlaß 82 und dem Auslaß 86. Damit wird der Anteil des zum Hauptventil 48 abgelassenen Gases zum Bestimmen der Periodizität des Gaszyklus festgelegt.
Die innere Nadel ist auf Wunsch unabhängig einstellbar. Die Einstellung der äußeren Nadel dagegen zum Einstellen der Gasströmung zum Patienten verstellt auch die Periodizität des Gaszyklus. Dies ist die in Fig. 1 gezeigte, mit der Erwachsenen/Kindsteuerung 20 bewirkte Einstellung.
Jede Ungleichförmigkeit zwischen dem Zusammenpassen der Gewindegänge der inneren und der äußeren Drosselnadel 80 und 78 wird durch die auf den Strömungssteuerkopf 90 der inneren Nadel 80 einwirkende Feder 88 aufgefangen.
Fig. 3 zeigt nicht das Druckentlastungsventil 18 von Fig. 1.
Es ist aber am Patientenauslaß 54 vorgesehen. Fig. 3 zeigt jedoch ein Atementlastungs- oder -unterstützungsventil 52, das wirksam wird, wenn der Patient während einer Gas-Aus-Phase eines Zyklus einzuatmen versucht. Falls der Patient zu diesem Zeitpunkt ein Einatmen versucht, wird in der zum Ventil 92 führenden Zweigleitung 94 ein Unterdruck erzeugt. Dies bewirkt ein Öffnen des Ventilelementes 96. Deshalb wird der Druck am sekundären Einlaß 56 des Hauptventils 48 sofort freigegeben. Damit kann das Ventilelement 64 die Verbindung zwischen dem Hauptventileinlaß 46 und dem Auslaß 50 öffnen, wodurch eine Gas-An-Phase des Gaszyklus sofort ausgelöst wird.
Fig. 4 zeigt, wie der Ventilblock 37 auf dem Reglergehäuse 31 aufsitzt. Das Gehäuse 31 weist eine zylinderförmige Bohrung auf, die eine durch den Block 37 nach oben verlaufende hohle Ventilspindel 35 aufnimmt. Bei Drehen des Schalters 16 dreht diese sich im Gehäuse 31 und im Block 37. Der Ventilblock 37 weist zwei Auslässe 39 und 41 auf, die der Leitung 38 oder dem Haupteinlaß 46 Gas zuführen. Die Spindel 35 weist eine einzige Radialöffnung auf, die eine zentrale Ausnehmung in der Spindel 35 abhängig von der Stellung des Schalters 16 mit entweder dem Auslaß 39 oder dem Auslaß 41 verbindet. Bei Drehen des Schalters 16 wird damit das Ventil, das von der Ventilspindel 35 und dem Ventilblock 37 dargestellt wird, betätigt und leitet Gas entweder zu dem Handventil 40 oder zu dem Hauptventil 48.
Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Wechselventil 43, das in die Leitung 54 gerade strömungsunterhalb der Zweigleitung 94 eingebaut werden kann. Das Ventil 43 weist einen Kolben 45 auf, der unter dem Druck einer Feder 47 steht, die ihn bei Blick auf die Figuren 5 und 6 nach links drückt. Der Gasdruck in der Leitung 54 drückt den Kolben 45 bei Blick auf die Figuren 5 und 6 nach rechts. Wenn der Kolben 45 eine seiner beiden Endstellungen einnimmt, wird eine Sitzfläche geschlossen. Eine solche Endstellung wird in Fig. 5 gezeigt, wenn der Gasdruck in der Leitung 54 den Kolben 45 nach rechts drückt und dem Patienten das Gas durch die Leitung 53 zugeführt wird.
Fig. 6 erläutert, wie das Ventil 53 den Restgasdruck in den Leitungen 53 und 54 freigibt, wenn dem Patienten kein Gas zugeführt wird. In Fig. 6 nimmt der Kolben eine Zwischenstellung ein, und der Gasdruck in den Leitungen 53 und 54 wird über die offene Sitzfläche 51 freigegeben.

Claims

1. Atemgerät zur Zufuhr von Luft oder Sauerstoff zu einem Patienten mit einem Gehäuse (10), einem Gaseinlaß (30) am Gehäuse (10) zur Aufnahme einer stetigen Gaszufuhr, einem Gasauslaß (44) am Gehäuse zum Anschließen an eine Gesichtsmaske (14), einem mit der Hand betätigbaren Ventil (40) in dem Gehäuse und einem mit der Hand betätigbaren Glied (22) am Gehäuse (10) zum Steuern der Zufuhr von Gas zum Auslaß (44) durch das mit der Hand betätigbare Ventil (40), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) ein mit einer einzigen Hand zu haltendes Gehäuse ist, und gekennzeichnet durch Gaskreislaufmittel im Gehäuse, die ein Hauptventil (48) zum Bewirken eines Gaskreislaufeffektes und einen Schalter (16) am Gehäuse (10) enthalten, wodurch das Gas vom Einlaß (30) entweder dem Hauptventil (48) und damit selbsttätig durch die Kreislaufmittel auf einer zyklischen Basis dem Gasauslaß (44) oder dem mit der Hand betätigbaren Ventil (40) stetig zugeführt wird.

2. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Hand betätigbare Glied (22) ein Auslösehebel ist.

3. Atemgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmungsrate zum Patienten durch eine erste verstellbare Drossel und die Periodizität des Zyklus durch eine zweite verstellbare Drossel gesteuert wird, die beiden Drosseln zu einer koaxialen Anordnung aus inneren und äußeren Drosselelementen (80, 78) zusammengefaßt sind, von denen das innere Drosselelement (80) vorn äußeren Drosselelement (78) getragen wird.

4. Atemgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente in einer feststehenden Hülse (76) verstellbare innere und äußere Drosselnadeln (80, 78) umfassen.

5. Atemgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Drosselnadel (78) hohl ist, die Gasströmung zum Patienten steuert und in der feststehenden Hülse (76) durch zusammenwirkende Gewindegänge verstellbar ist und die innere Drosselnadel (80) zum Steuern der zyklischen Periodizität mit der äußeren Nadel (78) verschraubt ist.

6. Atemgerät nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Drossel durch eine Steuerung (20) am Gehäuse (10) verstellbar sind.

7. Atemgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (48) einen Hauptgaseinlaß (46) und einen Gasauslaß (50) aufweist, von dem Gas zu den beiden Drosseln strömt, ein sekundärer Gaseinlaß (56) einen von der Einstellung der zweiten Drossel abhängigen Teil des zu dem Patienten strömenden Gases von den Drosseln aufnimmt, und gekennzeichnet durch ein federbelastetes Ventilglied (64), das durch den Druckaufbau des Gasdruckes am sekundären Einlaß (56) fortschreitend in eine Stellung getrieben wird, in der es den Hauptgaseinlaß (46) verschließt, worauf die Gasströmung zu den Drosseln endet, Gas vom sekundären Einlaß (56) zu den Drosseln zurückströmt und das Ventilglied (64) zum Wiederöffnen des Haupteinlasses (46) schließlich zurückgeführt wird.

8. Atemgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch den Einlaß (30) zum Gehäuse eintritt und zum Schalter (16) strömt, der es entweder zu dem mit der Hand betätigbaren Ventil (40) oder zu dem Haupteinlaß (46) des Hauptventils (48) leitet.

9. Atemgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Atemunterstützungsventil (92) enthält, das, falls der Patient ein Einatmen während einer Gas-Aus-Phase eines Zyklus versucht, sofort betätigbar ist zum Entlasten des Druckes am Sekundäreinlaß des Hauptventils, um damit sofort eine Gas-An-Phase auszulösen.