DE69921788T2

DE69921788T2 - Automatisches tragbares beatmungsgerät mit überwachungs- und warnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69921788T2
Application number: DE69921788T
Authority: DE
Inventors: A. Ronald LASWICK; J. Kevin BOWDEN; Helmut Zauner; X. Tian ZHAO; A. Tarek ARAFAT
Original assignee: O Two Medical Technologies Inc
Current assignee: O Two Medical Technologies Inc
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: CA2322519C; DE69921788D1; AU2822399A; CA2322519A1; US6055981A; WO1999047198A1; ATE281864T1; EP1064041B1; EP1064041A1

Description

Die Erfindung ist auf eine automatische tragbare Beatmungsvorrichtung zum Verabreichen eines unter Druck stehenden Atemgases an einen Patienten gerichtet, die Steuerorgane aufweist, die vollständig unter dem Leistungsvermögen des Druckgases betrieben werden, und die insbesondere gasangetriebene Alarmgeber aufweist, die die Bedienperson von einer Änderung im Betrieb, einem Ausfall oder einem gefährlichen Zustand in Kenntnis setzen.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Im relevanten Gebiet von tragbaren Patientenbeatmungsvorrichtungen ist ein breiter Bereich von Geräten zur Unterstützung des Atmens bekannt. Die Erfindung betrifft eine automatisch betriebene tragbare Beatmungsvorrichtung, die typischerweise durch Krankenhaus- und Ambulanzpersonal, Feuerwehrleute, Militärmediziner und dergleichen während lebensbedrohender Notfälle in Traumasituationen verwendet wird.
Einfache tragbare Beatmungsvorrichtungen laufen auf eine handgehaltene Maske hinaus, die über die Nase und den Mund eines Patienten angebracht wird, mit einem Handventil, um einen Atemgasstrom von einer Druckgasquelle zu steuern. Typischerweise wird reiner Sauerstoff z.B. in tragbaren Metallzylindern oder von Einbaugasleitungen in einer Krankenhausumgebung zur Verfügung gestellt. Luft wird fakultativ durch einen Inline-Venturimischer mit dem Sauerstoff gemischt.
Der Stand der Technik umfasst mehrere fortschrittliche Einrichtungen, um den Strom von unter Druck stehendem Atemgas zwischen der Gasquelle und der Patientenmaske zu steuern und zu überwachen. Da der Patient in unterschiedlichen Zuständen sein kann, d.h. bewusstlos und nicht atmend; sporadisch atmend; oder selbständig atmend, und zwischen solchen Zuständen unvorhersehbar wechseln kann, werden manuelle Steuerorgane, die eine konstante Bedienpersonaufmerksamkeit und -steuerung erfordern, nicht bevorzugt.
Eine vollautomatische tragbare Beatmungsvorrichtung ist in dem US-Patent 5,520,170 an Laswick et al. und dem US-Patent 4,766,894 an Legrand beschrieben. Die augenscheinlichen Vorteile einer vollständigen Automation umfassen: Absenken des Schulungs- und Befähigungsgrads der Bedienperson und Ermöglichen, dass sich die Bedienperson voll auf andere Notfallpflichten konzentriert, während eine Reanimation unbewacht vonstatten geht.
Insbesondere offenbart die US-5 520 170 eine automatische Reanimationsvorrichtung, die in einer Hand gehalten werden kann, zum Verabreichen eines Atemgases an einen Patienten und die die notwendigen Ventile und Steuerorgane enthält, die in einem automatischen Modus, einem Bedarfsmodus und einem manuell gesteuerten Modus betreibbar ist, umfassend: eine Strömungskammer für ein Atemgas, einen Patientenmaskenverbinder an einem Auslass der Strömungskammer, ein Kammerventil in der Strömungskammer, um den Übertritt von Atemgas von der Kammer zum Maskenverbinder zu ermöglichen, einen Auslass zum Abführen von ausgeatmeter Luft außerhalb der Strömungskammer, eine Atemgaszufuhr zur Strömungskammer, ein Zuführungsventil, das betreibbar ist, um eine Ein-Aus-Steuerung der Atemgaszufuhr zu liefern, und ein Zeitsteuerungsventil, das auf den Strom von Gas zur Strömungskammer anspricht, um sich in vorbestimmten Intervallen zwischen einer Ein- und Aus-Position zu bewegen, wobei das Zeitsteuerungsventil so mit dem Zuführungsventil verbunden ist, dass ein Ein-Aus-Betrieb des Zuführungsventils in zeitlich gesteuerter Beziehung mit dem Zeitsteuerungsventil erreicht wird.
Ein Nachteil von solchen automatischen Geräten ist jedoch die Gefahr, die einem Mangel an Beaufsichtigung innewohnt. Z.B. können plötzlich mehrere gefährliche Zustände entstehen, oder die Bedienperson kann eine Inkenntnissetzung von Änderungen im Zustand des Patienten wünschen.
Wenn die Versorgung von Atemgas erschöpft ist, kann der Patient aufgrund der luftdichten Beschaffenheit der Maske ersticken, und das automatische Gerät kann aufhören zu arbeiten. Wenn die Maske leckt oder von ihrem Platz entfernt wird, erhält der Patient nicht den beabsichtigten Gasstrom und -druck für eine optimale Reanimation. Wenn der Druck von dem Patienten zugeführtem Gas zu hoch ist, können die Lungen des Patienten beschädigt werden, wohingegen, wenn der Gasversorgungsdruck zu niedrig ist, die Reanimation nicht wie beabsichtigt vonstatten geht.
Es ist deshalb wünschenswert, ein automatisches tragbares Beatmungsgerät zu erzeugen, das Einrichtungen zur Steuerung und Überwachung des Geräts sowie zur Inkenntnissetzung der Bedienperson von verschiedenen wichtigen Änderungen im Zustand des Patienten und Geräts umfasst. Insbesondere ist es wünschenswert, eine solche Funktionalität mit einem Minimum von zusätzlicher Bedienpersonschulung und maschineller Kompliziertheit bereitzustellen.
Die Erfindung stellt ein tragbares Beatmungsgerät zum Verabreichen eines unter Druck stehenden Atemgases an einen Patienten durch eine Bedienperson zur Verfügung, wobei das Gerät über Steuerorgane verfügt, die in einem manuell gesteuerten Modus, einem von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Modus und in einem automatischen Modus von dem unter Druck stehenden Gas angetrieben werden, wobei das Gerät umfasst:
ein Gehäuse, das einen Beatmungskreislauf des Patienten umgibt, bestehend aus: einer Gasspeicherkammer; einer Beatmungskammer; einem Atemluft-Rückschlagventil, das dazwischen angeordnet ist, um den Übertritt von eingeatmetem Gas aus der Gasspeicherkammer in Richtung der Beatmungskammer zu ermöglichen; und aus einem Ausatmungs-Rückschlagventil, um den Übertritt der vom Patienten ausgeatmeten Luft aus der Beatmungskammer in die Atmosphäre außerhalb des Geräts zu ermöglichen;
einen Druckregler, der über einen Reglereingang verfügt, um zu ermöglichen, dass besagtes Gas aus einer Druckgasquelle in das Gerät einströmt, und der über einen Reglerausgang verfügt;
Gasverteilungseinrichtungen, um Gas zwischen dem Reglerausgang und der Gasspeicherkammer selektiv über einen manuell gesteuerten Gaskreislauf, einen von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Gaskreislauf und einen automatischen Gaskreislauf, einschließlich einer automatischen Verteilungsleitung zwischen dem Reglerausgang und der Gasspeicherkammer, zu verteilen, und
Steuerorgane, die nur durch den Druckunterschied zwischen dem unter Druck stehenden Gas von dem Reglereingang und dem außerhalb des Geräts herrschenden Atmosphärendruck angetrieben werden, für die Überwachung und Steuerung der Gasverteilungseinrichtungen,
wobei die Steuerorgane umfassen:
Schalteinrichtungen für die zeitliche Steuerung, zum Öffnen und Schließen der automatischen Verteilungsleitung in gewählten Intervallen;
Frequenzregelungseinrichtungen, um die Schalteinrichtungen für die zeitliche Steuerung in einem vorgegebenen Zeitsteuerzyklus zu betätigen, der mit einem Einatmungs-/Ausatmungsmuster des Patienten korrespondiert,
Durchflussregelungseinrichtungen, um eine vorgegebene Rate des Gasdurchflusses durch die automatische Verteilungsleitung zu wählen, unabhängig vom Zeitsteuerzyklus, und
Alarmgeber für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf, um der Bedienperson zu signalisieren, dass eine Unversehrtheitsbedingung detektiert wurde.
Vorzugsweise enthalten die Steuerorgane Druckausfall-Alarmgeber, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen, dass die Druckgasquelle einen Druck aufweist, der unterhalb eines gewählten Eingangswerts der Quelle liegt.
Vorzugsweise enthalten die Steuerorgane Überdruck-Alarmgeber, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen, dass der Druck im Atemweg des Patienten oberhalb eines gewählten Überdruckwertes liegt.
Vorzugsweise enthalten die Steuerorgane Sensoren für die Erfassung eines kontinuierlichen Atemwegdruckes des Patienten, um den Gasdruck im Atemkreislauf des Patienten oberhalb eines gewählten Mindest-Atemwegdruckes zu halten.
Vorzugsweise enthalten die Sensoren für die Erfassung eines Atemwegdruckes des Patienten Mittel, um den Gasdruck im Beatmungskreislauf des Patienten zu erfassen und um die Alarmgeber für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zu aktivieren, wenn der Druck unterhalb eines gewählten Alarmwerts des Druckes im Beatmungskreislauf liegt.
Vorzugsweise enthalten die Sensoren für die Erfassung des Atemwegdruckes des Patienten Alarmschalter für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs, um Gas aus den Gasverteilungseinrichtungen über einen akustischen Alarmgeber an die Atmosphäre zu leiten.
Vorzugsweise enthalten die Steuerorgane ein Deaktivierungsmittel für den Alarmgeber für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf, um manuell und selektiv den Alarmgeber für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf zu deaktivieren.
Vorzugsweise enthält der Druckausfall-Alarmgeber Eingangsdruckschalter, um den Gasdruck an dem Reglereingang zu erfassen und um Gas aus den Gasverteilungseinrichtungen durch einen akustischen Druckausfall-Alarmgeber an die Atmosphäre zu leiten.
Vorzugsweise enthalten die Überdruck-Alarmgeber Überdruckschalter, um den Gasdruck im Atemkreislauf des Patienten zu erfassen und um Gas aus dem Atemkreislauf des Patienten durch einen akustischen Überdruck-Alarmgeber in die Atmosphäre auszustoßen. Vorzugsweise ist der Überdruckschalter justierbar, damit er in einem Bereich gewählter Überdruckwerte ausgelöst wird.
Vorzugsweise enthalten die Steuerorgane Druckschalter für die Erfassung eines kontinuierlichen Atemwegdruckes des Patienten, um den Gasdruck im Atemkreislauf des Patienten oberhalb eines gewählten Mindest-Atemwertdruckes zu halten, wenn die Schalteinrichtungen für die zeitliche Steuerung geschlossen werden.
Vorzugsweise enthält der automatische Beatmungskreislauf Mischeinrichtungen innerhalb der automatischen Verteilungsleitung, um Umgebungsluft mit dem unter Druck stehenden Gas zu mischen.
Vorzugsweise enthalten die Mischeinrichtungen einen Venturimischer mit Umgebungslufteinlass-Rückschlagventil, um den Eintritt von Luft in den Venturimischer in einer Richtung zu gestatten und um das Entweichen von unter Druck stehendem Gas aus der automatischen Verteilungsleitung in die Atmosphäre zu verhindern.
Vorzugsweise umfasst die Durchflussregelung:
eine Durchflussregelungsdüse und
eine Durchflussregelungs-Anschlusseinrichtung mit einer Vielzahl separater Durchflussregelungsöffnungen unterschiedlicher Größe, die in Bezug auf die Durchflussregelungsdüse beweglich montiert sind, und wobei eine gewählte von den Durchflussregelungsöffnungen wahlweise mit der Durchflussregelungsdüse in Deckung gebracht werden kann, um eine vorgegebene Gasdurchflussrate zu wählen.
Vorzugsweise umfasst die Frequenzregelung:
eine Frequenzregelungsdüse und
eine Frequenzregelungs-Anschlusseinrichtung mit einer Vielzahl separater Frequenzregelungsöffnungen unterschiedlicher Größe, die in Bezug auf die Frequenzregelungsdüse beweglich montiert sind, und wobei eine gewählte von den Frequenzregelungsöffnungen wahlweise mit der Frequenzregelungsdüse in Deckung gebracht werden kann, um eine vorgegebene Frequenz des Zeitsteuerungsventils zu wählen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein neues tragbares Beatmungsgerät zur Verabreichung eines unter Druck stehenden Atemgases an einen Patienten durch eine Bedienperson zur Verfügung. Das Gerät weist sämtliche Betriebssteuerorgane und Alarmgeber, die durch das unter Druck stehende Gas angetrieben werden, in einem manuell gesteuerten Modus, einem von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Modus und einem automatischen Modus auf.
Das Gerät umfasst ein Gehäuse, das einen Patientenbeatmungskreislauf umschließt, umfassend: eine Gasspeicherkammer; eine Beatmungskammer; ein Atemluft-Rückschlagventil dazwischen, um einen Übertritt von eingeatmetem Gas von der Speicherkammer zur Beatmungskammer in einer Richtung zu ermöglichen; und ein Ausatmungs-Rückschlagventil, um einen Übertritt von von einem Patienten ausgeatmeter Luft von der Beatmungskammer zur Atmosphäre außerhalb des Geräts zu ermöglichen.
Ein Druckregler wird verwendet, um Gas von einer Druckgasquelle in das Gerät einzulassen. Gasverteilungskreisläufe verteilen Gas zwischen dem Reglerausgang und der Gasspeicherkammer selektiv über einen manuell gesteuerten Kreislauf, einen von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Kreislauf und einen automatischen Kreislauf.
Gasdruckbetriebene Steuerorgane, die allein durch den Druckunterschied zwischen dem unter Druck stehenden Gas von dem Reglereingang und Atmosphärendruck außerhalb des Geräts angetrieben werden, überwachen und steuern den Gasverteilungskreislauf.
Es sei insbesondere angemerkt, dass die Steuerorgane Alarmgeber wie folgt umfassen: einen Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf, um die Bedienperson in Kenntnis zu setzen, dass eine Unversehrtheitsbedingung detektiert worden ist; einen Druckausfall-Alarmgeber, um die Bedienperson in Kenntnis zu setzen, dass die Druckgasquelle einen Druck aufweist, der unter einem gewählten Quelleneingangswert liegt; und einen Überdruck-Alarmgeber, um die Bedienperson in Kenntnis zu setzen, dass sich der Atemweg des Patienten über dem gewählten Überdruckwert befindet.
Die Alarmgeber liefern einen zusätzlichen Grad an sicherem Betrieb, um Bedienpersonen unter extremer Belastung und unter Bedingungen, die sofortige Massnahmen erfordern, automatisch zu informieren. Die Verwendung von leicht verfügbarem Gasdruck als eine Quelle von Energie für die Alarmgeber und verwandte Steuersysteme führt zu einer einfachen zuverlässigen Verbesserung.
Im Gegensatz dazu würde die Alternative eines Hinzufügens von komplizierten elektrischen angetriebenen Komponenten eine weitere elektrische Energiequelle, wie z.B. eine Batterie, erfordern. Eine Hinzufügung von elektrischen Komponenten trägt bei Verwendung in Verbindung mit Sauerstoffgas zu einem Explosionsrisiko bei. Eine Verwendung von Batterien erhöht das Gewicht des Geräts und fügt die Bürde einer Wiederaufladung, Ersetzung und Energieniveauüberwachung hinzu.
Kurz gesagt, je einfacher desto besser. Dies trifft insbesondere zu, wo Rettungsbedienpersonen außerordentlich beschäftigt, gestresst oder sonst mit lebensbedrohenden Situationen vollständig ausgelastet sind. Dass eine vollständig automatisch betriebene tragbare Beatmungsvorrichtung mit ausfallsicheren Alarmgebern, die wenig Wartung und Überwachung erfordern, lieber verwendet wird, ist verständlich.
Eine Verwendung von verfügbarem Gasdruck als eine Energiequelle weist einen signifikanten Vorteil gegenüber verhältnismäßig komplizierten elektrischen Alternativen auf. Die Bedienpersonen müssen in jedem Fall gewährleisten, dass immer ausreichend Gasdruck verfügbar ist, um dem Patienten während einer Reanimation Gas zu verabreichen. Die Verwendung von gasangetriebenen Steuerorganen und Alarmgebern trägt zu keiner weiteren Bürde für die Bedienperson bei. Im Gegensatz dazu tragen elektrische Alarmgeber und Steuerorgane zu einem weiteren Kompliziertheitsgrad bei Herstellung, Wartung und Betrieb des Geräts bei.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und ihre Vorteile sind aus der detaillierten Beschreibung und den unten eingeschlossenen Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die Erfindung leicht verstanden wird, wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand eines Beispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht durch das Gehäuse, das Atemgas zu einer Patientenmaske über die Leitung am unteren Ende des Gehäuses abgibt, wie dargestellt;
die 2 und 3 sind eine schematische Kreislaufdarstellung, die das Gehäuse, den Gaseingangsdruckregler mit den Gasverteilungskreisläufen, Steuerkreisläufen und Alarmgebern dazwischen darstellen;
die 4, 5 und 6 sind Detailansichten von typischen Komponenten, die in mehreren unterschiedlichen Stellen in den Verteilungs- und Steuerkreisläufen verwendet werden, wobei
4 eine Detailschnittansicht des automatischen Schalters zur zeitlichen Steuerung und des Großvolumenzuführungsventils ist;
5 eine Querschnittsansicht eines Kleinvolumenregelungsventils ist; und
6 eine schematische Explosionsansicht eines Drehscheibenventils ist, das verwendet wird, um einen Gasstrom durch zugeordnete stationäre Düsen mit einer Reihe von Öffnungen von variierenden Durchmessern zu regeln.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Aufgrund der Kompliziertheit der verschiedenen Kreisläufe und Steuerorgane wird zuerst eine kurze allgemeine Beschreibung des Geräts und seines Betriebs dargestellt, wobei eine detailliertere Beschreibung folgt.
Beatmungskreislauf
1 stellt eine Schnittansicht durch das Hauptgehäuse 1 dar, das den Patientenbeatmungskreislauf umschließt. Das Gerät wird durch unter Druck stehendes Atemgas angetrieben, um Gas zu dem Patienten in den folgenden Modi zu liefern:
einem manuell gesteuerten Modus, wo die Bedienperson die Zufuhr von Gas manuell steuert;
einem von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Modus, wo der Atmungsvorgang des Patienten dazu dient, die automatische zeitlich gesteuerte Verteilung von Gas zum Patienten außer Kraft zu setzen; und
einem automatischen Modus, wo unter Druck stehendes Gas in einer zeitlich gesteuerten Einatmungs/Ausatmungs-Sequenz gemäß vorgewählten Parametern zugeführt wird.
Atemgas wird einer Gasspeicherkammer 2 im Gehäuse 1 zugeführt. Im von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Modus wird Gas von einer Bedarfsversorgungsleitung 3 zugeführt. Im automatischen Modus und manuell gesteuerten Modus wird Gas von der automatischen Versorgungsleitung 4 zugeführt. Die Einzelheiten von Gasversorgung und Steuerorganen werden später erklärt.
Unter Druck stehendes Gas sammelt sich in der Speicherkammer 2 an, wobei der flexible Kautschukring 5 des Atemluft-Rückschlagventils abwärts gedrückt wird, um mit dem Ventilsitz 6 in Eingriff zu treten. Dieser Eingriff versperrt einen Gasübertritt durch die Ausatmungsöffnungen 9 und das flexible Ausatmungsklappenrückschlagventil 10.
Ein Klappenventil 7 öffnet sich aufgrund eines höheren relativen Druckes in der Speicherkammer 2 und ermöglicht einen Übertritt von eingeatmetem Gas von der Speicherkammer 2 zur Beatmungskammer 8 in einer Richtung. Die Beatmungskammer 8 ist an einer herkömmlichen flexiblen Gesichtsmaske (nicht dargestellt) montiert, die über dem Mund und der Nase des Patienten befestigt ist.
Der Gasdruck in der Beatmungskammer 8 stabilisiert sich dann und überschreitet den Gasdruck in der Speicherkammer 2. Dieser Druckaufbau in der Beatmungskammer 8 führt entweder zum Bedarfsmodus von der Kraft des Patienten, der selbständig ausatmet, oder zum automatischen/manuell gesteuerten Modus aufgrund einer automatischen/manuellen Ausschaltung einer Gaszufuhr zur Speicherkammer 2 und eines elastischen Rückpralls der flexiblen Lungen/Brustkorb-Struktur des Patienten. In jedem Fall drückt der höhere relative Druck in der Beatmungskammer 8 dann das Klappenventil 7 zu, drückt den flexiblen Ring 5 aufwärts, löst den Ring 5 aus dem Eingriff mit dem Ventilsitz 6 und öffnet einen Pfad zu den Ausatmungsöffnungen 9, wobei ein Übertritt von ausgeatmeter Luft von der Beatmungskammer 8 durch das Ausatmungsrückschlagventil 10 zur Atmosphäre außerhalb des Geräts ermöglicht wird.
Ein Notfalllufteinströmungsventil 11 liefert Luft zur Speicherkammer 2 in dem Fall, dass ein Gasversorgungsdruck gefährlich niedrig ist und es ein Risiko gibt, dass der Patient unter der Gesichtsmaske ersticken kann.
Es wird ein kurzer Bezug auf die schematischen Gesamtansichten der 2 und 3 genommen. Die Atemgasquelle ist als ein Standardzylinder 12 (in gestricheltem Umriss) dargestellt, der z.B. Drucksauerstoffgas enthält. Der Zylinder 12 umfasst einen herkömmlichen externen Regler 142 und einen flexiblen Versorgungsschlauch 143. Ein zweiter interner Regler 13 ist vorgesehen, um eine Einlassdruckgenauigkeit zu gewährleisten, da viele herkömmlicherweise verwendeten Regler den Druck nicht zuverlässig aufrechterhalten, wenn sich die Versorgung von Gas erschöpft. Der interne Druckregler 13 lässt Gas in das tragbare Beatmungsgerät über eine Eingangsöffnung 14 zu. Der Regler weist zwei laterale Ausgänge auf, die Gas zu verhältnismäßig großen Versorgungsleitungen wie folgt zuführen: Bedarfsversorgungsleitung 3; automatische Versorgungsleitung 15; und Versorgungsleitung 16 für den Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs. Zusätzlich führt eine verhältnismäßig kleine Steuermanifoldleitung 17 Gas zu einem Steuermanifold 18 zu, das Gas zu verschiedenen Steuerkreisläufen des Geräts zuführt.
Wenn der von dem Zylinder 12 bereitgestellte Gasdruck erschöpft ist, ist auch der Gasdruck im Manifold 18 und der Notfallsteuerleitung 19 verringert. Mit Bezug wieder auf 1 ermöglicht das Notfalllufteinströmungsventil 11, dass Luft von der Außenseite des Geräts in die Speicherkammer 2 wie folgt eintritt. Schraubenfedern 20 drücken einen Kolben 21 in Richtung auf die rechte Seite, wie dargestellt, wenn Gasdruck in der Leitung 19 unter einem vorgewählten Wert ist. Infolgedessen kann Luft über Entlüftungsöffnungen 22 eintreten. Wenn der Patient einatmet und es unzureichenden Gasdruck in der Leitung 19 gibt, öffnet sich das Klappenventil 7 unter Vakuum, um zu ermöglichen, dass Luft von den Entlüftungsöffnungen 22 durch die Speicherkammer 2 in die Beatmungskammer 8 strömt.
Ein Anti-Arretierventil 23 arbeitet, um ein Arretieren des Patientendiaphragmas 5 zu verhindern. Das Diaphragma 5 arretiert sich, wenn ein Druckaufbau in der Speicherkammer 2 während des Ein-Zyklus hinter dem Diaphragma 5 bewirkt, dass das Diaphragma 5 am Ende des Ein-Zyklus gegen seinen Sitz 6 angeordnet bleibt, wodurch ein hoher Ausatmungswiderstand für den Patienten erzeugt wird. Während des Ein-Zyklus bewirkt Druck von einer Leitung 24, dass sich ein Kolben 25 gegen die Vorspannung einer Feder 144 zur rechten Seite bewegt, wobei die Gasauslässe 26 geschlossen werden. Am Ende des Ein-Zyklus nimmt Druck in der Leitung 24 augenblicklich ab, wobei ermöglicht wird, dass sich der Kolben 25 zur linken Seite, wie dargestellt, unter der Feder 144-Vorspannung bewegt. Es wird ermöglicht, dass der Druck in der Speicherkammer 2 augenblicklich abnimmt, wobei er durch das Klappenventil 149 und die Öffnungen 26 hindurchgelassen wird.
Der grundsätzliche Betrieb des Beatmungskreislaufs der tragbaren Beatmungsvorrichtung ist oben beschrieben worden. Unten folgt eine Erklärung der Gasverteilung und Steuerorgane, die ermöglichen, dass die tragbare Beatmungsvorrichtung in einem manuell gesteuerten Modus, einem von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Modus und einem automatischen Modus arbeitet, und insbesondere der Einbeziehung von Alarmgebereinrichtungen, um die Bedienperson von gefährlichen Zuständen oder wichtigen Änderungen im Zustand des Patienten oder Gerätebetriebs in Kenntnis zu setzen.
Gasverteilungskreisläufe verteilen Gas zwischen dem Regler 13 und der Gasspeicherkammer 2 unter gesteuerten Bedingungen selektiv über einen manuell gesteuerten Kreislauf, einen von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Kreislauf und einen automatischen Kreislauf. Steuerorgane werden allein durch den Druckunterschied zwischen dem unter Druck stehenden Gas von dem Reglereingang 14 und Atmosphärendruck außerhalb des Geräts angetrieben.
Die Steuerorgane überwachen und steuern diese Gasverteilungskreisläufe und umfassen die folgenden gasdruckangetriebenen Alarmgeber:
einen Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zur Inkenntnissetzung der Bedienperson, dass eine Unversehrtheitsbedingung im Beatmungskreislauf detektiert worden ist, wie z.B. dass die Gesichtsmaske leckt oder dass der Patient selbständig atmet;
einen Druckausfall-Alarmgeber zur Inkenntnissetzung der Bedienperson, dass die Druckgasquelle erschöpft ist und einen Druck unter einem gewählten Quelleneingangswert aufweist; und
einen Überdruck-Alarmgeber zur Inkenntnissetzung der Bedienperson, dass der Atemweg des Patienten über dem gewählten Überdruckwert liegt.
Um zu verhindern, dass die Lungen des Patienten vollständig kollabieren, umfassen die Steuerorgane auch Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Gasdruckes über einem gewählten Minimum in der Beatmungskammer 8 und dem Atemweg des Patienten.
Betriebslogikhierarchie
Die tragbare Beatmungsvorrichtung umfasst Steuerorgane und Alarmgeber, die auf Grundlage der folgenden logischen Sequenz arbeiten. Da sämtliche Steuerorgane und Alarmgeber bei Gasdruck arbeiten, ohne andere äußere elektrische oder mechanische Energiequellen, ist es entscheidend, dass ein Gasdruck bei einem geeigneten minimalen Niveau gehalten wird und kontinuierlich überwacht wird. Natürlich ist ein unannehmbar hoher Gasdruck auch unerwünscht, da der Patient verletzt und das Gerät beschädigt werden kann.

1. Ist ein ausreichender Gasversorgungsdruck am Regler vorhanden? Wenn nein, ermöglicht das Notfalllufteinströmungsventil 11, dass Außenluft in die Patientengesichtsmaske eintritt, wobei ein Ersticken verhindert wird, wie oben beschrieben.
2. Ist ein Gasdruck unter dem minimalen Druck, der für einen richtigen Betrieb der tragbaren Beatmungsvorrichtung notwendig ist? Wenn ja, wird der Druckausfall-Alarmgeber aktiviert.
3. Ist der Atemwegdruck des Patienten über einem maximalen zulässigen Druck? Wenn ja, wird Überschussgas ausgestoßen, wobei ein Überdruck-Alarmgeber aktiviert wird und Druck im Gerät verringert wird.
4. Der automatische Modus wird im Allgemeinen eingeschaltet gelassen. Der automatische Betriebsmodus wird unter normalen Bedingungen als eine Default-Bedingung verwendet, um zu gewährleisten, dass der Patient zu allen Zeiten ausreichend Atemgas erhält. Eine Ausnahme für diese allgemeine Regel ist, wo die Bedienperson den automatischen Modus vollständig ausschaltet, um den manuell gesteuerten Modus allein zu verwenden oder zu ermöglichen, dass der Patient selbständig atmet. Jedoch, wenn der automatische Modus eingeschaltet gelassen wird, kann er durch Aktivierung des manuell gesteuerten Modus außer Kraft gesetzt werden und wird auch außer Kraft gesetzt, wenn der Patient spontan zu atmen beginnt. Der automatische Modus wird wiederaufgenommen, wenn der manuell gesteuerte Modus deaktiviert wird (mit einer Verzögerung gegenüber automatischem zyklisch wiederkehrendem Neuaufstarten) und wenn der Patient aufhört, selbständig zu atmen. Deshalb würde eine solche Ausnahme nur angetroffen werden, wenn die Bedienperson einen hohen Grad an manueller Steuerung wünscht und sehr zuversichtlich ist, dass ein Abschalten des automatischen Modus geeignet ist, oder wenn die Einatmungsanstrengung des Patienten ausreichend ist, um zu bewirken, dass das automatische zyklische Wiederkehren aufhört.
5. Der automatische Modus besteht aus zeitlich gesteuerten Druckgasstößen, um eine Einatmungssequenz nachzuahmen. Zwischen Stößen des automatischen Zyklus und auch, wenn der automatische Modus aus ist, kann Druck in der Beatmungskammer 8 und dem Patientenatemweg durch einen Kreislauf für einen kontinuierlichen Atemwegdruck über einem gewählten Mindest-Atemwegdruck gehalten werden. Die Aufrechterhaltung eines Mindest-Atemwegdruckes verhindert einen Lungenkollaps. Wenn der Atemwegdruck über dem maximal zulässigen eingestellten Druck ist, wird Gas ausgestoßen, wobei der Überdruck-Alarmgeber aktiviert wird und der Druck im Gerät und dem Atemweg des Patienten aufrechterhalten wird.
6. Wenn die Bedienperson wünscht, eine manuelle Beatmung anzuwenden, während der automatische Modus ein ist, setzt die Aktivierung des manuell gesteuerten Modus den automatischen Modus außer Kraft. Der automatische Modus wird im Anschluss an eine zeitlich gesteuerte Verzögerung wiederaufgenommen, wenn der manuell gesteuerte Modus deaktiviert wird.
7. Wenn der Patient selbständig zu atmen beginnt, wird der Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf durch den Unterdruck deaktiviert, der durch den Atmungszyklus des Patienten erzeugt wird. Der Druck in der Steuerkammer 99 wird bei statischem Kreislaufdruck gehalten, bis der Patient einatmet, was den Druck in der Kammer 99 absenkt, wobei der Alarmgeber zum Schweigen gebracht wird. Während der automatische Modus ein ist, setzt die Aktivierung des Bedarfsmodus den automatischen Modus außer Kraft. Der automatische Modus wird nach einer zeitlich gesteuerten Verzögerung wiederaufgenommen, wenn der Bedarfsmodus durch das Aufhören einer selbständigen Atmungsaktivität deaktiviert wird. Der Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf kann durch eine Bedienperson manuell außer Kraft gesetzt werden, sobald sie der Änderung im Patientenzustand gewahr wird. Eine Verwendung dieser Alarmaußerkraftsetzung entlastet Gasdruck im Kreislauf und bewirkt, dass der Alarmgeber für eine vorgewählte Verzögerungsdauer zum Schweigen gebracht wird, wie z.B. 11 Sekunden, während sich ein Gasdruck im Kreislauf wieder aufbaut, zu welchem Zeitpunkt der Alarm reaktiviert wird. Ein weiteres Außerkraftsetzen des Alarmgebers wiederholt die Alarmpausendauer.
8. Wenn die Gesichtsmaske signifikant leckt oder vom Patienten abfällt, wird der Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs auch aktiviert. Die Leckage senkt Druck in der Beatmungskammer 8 unter den Druck für einen Beatmungskreislaufalarm ab und aktiviert den Unversehrtheitsalarm.

Standardkomponenten
Das tragbare Beatmungsgerät umfasst mehrere pneumatische Standardkomponenten, wie z.B. Ventile, Schalter, Alarmgeber, die in verschiedenen Kreisläufen montiert sind. Unten wird eine ausführliche Erklärung des Betriebs der Standardkomponenten dem Leser zuliebe dargestellt, der mit dieser Technik nicht voll vertraut ist, um eine vollständige Offenbarung der Erfindung zu gewährleisten.
Das interne Reglerventil (13), das in 3 dargestellt ist, umfasst einen herkömmlichen hohlen Reglerkörper mit dem mit Gewinde versehenen Eingang 14, der am Hochdrucksauerstoffgaszylinder 12 montiert ist, mit einem angebrachten externen Regler 142 und einem Versorgungsschlauch 143. Laterale Auslässe führen unter Druck stehendes Gas zu Versorgungs- und Steuerleitungen 3, 15, 16 und 17 zu. Ein mittiger Ventilschaft ist an einem Schieberkolben montiert. Der Kolben steht unter Federvorspannung, um den Ventilschaft zu bewegen, wobei das Reglerventil geschlossen wird, wenn der Druck zunimmt. Die Federvorspannkraft ist variabel, um den Regler zu kalibrieren.
Manuelle Schalter (27, 32, 34) werden in den Steuerorganen des Geräts verwendet. Ein Beispiel ist der Automatikmodus-Ein/Aus-Schalter 27, der oben in 2 dargestellt ist. Ein manueller Knopf 28 wird niedergepresst, um zwischen einem Verbinden der normalerweise offenen Eingangsöffnung 29 mit einer von den zwei Seitenauslassöffnungen zu wählen. Der manuelle Knopf 28 steht unter Federvorspannung, so dass eine Auslassöffnung 30 (in nächster Nähe zum Knopf 28) normalerweise geschlossen ist und eine Auslassöffnung 31 (entfernt vom Knopf 28) normalerweise offen ist. Zwei Handmodus-Ein/Aus-Schalter 32 weisen ihre manuell niedergepressten Knöpfe mechanisch mit einer Stange 33 zusammengebunden auf, um ein gleichzeitiges manuelles Niederpressen zu ermöglichen. In 3 (dargestellt zur Mitte rechts) wird ein Beatmungskreislaufschalter 34 verwendet, um Gas zu entlüften und Druck in einer Leitung 35 zu verringern.
Nadelventile (36, 65, 66, 130), wie z.B. Bedarfsventilsteuerdrucknadelventil 36 in 2 oben, werden überall im Gerät verwendet, um einen Strom zwischen verschiedenen Teilen von Steuerkreisläufen zu beschränken, wodurch ein Entlüften des stromabwärts gelegenen Teils des Kreislaufs, eine Druckverringerung im stromabwärts gelegenen Teil und eine Zunahme der erforderlichen Zeit zur Druckerholung nach Entlüften ermöglicht wird.
Pneumatische Großvolumen-Ein/Aus-Schalter (37, 45, 46, 47, 48), wie z.B. der automatische Hauptschalter 37 in 4, öffnen und schließen den Durchlass zwischen Leitungen 38 und 39 selektiv. Durch eine Leitung 40 zu einer Kammer 43 beaufschlagter Gasdruck bewegt einen Kolben 41 und einen Ventilschaft 42 abwärts gegen die Vorspannung einer Feder 44, um den Schalter 37 zu schließen. Ein Entlüften von Druck aus der Kammer 43 ermöglicht, dass die Feder 44 den Schalter 37 öffnet. Identische Großvolumen-Ein/Aus-Schalter sind in 2 mit Bezugszeichen 45 und 46 und in 3 mit Bezugszeichen 47 und 48 gekennzeichnet. Fakultativ kann, um Rückdruck von der Leitung 39 zu entlasten, der Ventilschaft 42 mit einem konisch verlaufenden Stift 146 verlängert werden, der in Verbindung mit einer Dichtung 147 alternierend eine ringförmige untere Entlüftungsöffnung 148 öffnet und schließt.
Pneumatische Kleinvolumen-Zweiwegschalter (49, 59, 60), wie z.B. ein Schalter 49 zur automatischen zeitlichen Steuerung in 4, verbinden selektiv eine offene Leitung 50 mit einem von zwei Nippeln 51 und 52. Gasdruck in einer Kammer 53 bewegt einen Kolben 54 aufwärts gegen die Vorspannung einer Feder 55, wobei die Leitung 50 und der Nippel 51 verbunden werden, indem ermöglicht wird, dass Gas um einen Teil 56 verringerten Durchmessers des Ventilschafts 57 herumströmt. Ein Entlüften von Druck in der Kammer 53 ermöglicht, dass die Feder 55 den Kolben gegen den Begrenzungsring 58 abwärts drückt, wodurch der verringerte Teil 56 positioniert wird, um die Leitung 50 und den Nippel 52 zu verbinden. Ein identischer pneumatischer Kleinvolumen-Zweiwegschalter ist in 3 mit Bezugszeichen 59 gekennzeichnet. Ein modifizierter Eingangs-Sensor/Schalter 60 ist auch in 3 dargestellt, wobei die entgegengesetzte Seite des Kolbens unter Druck steht und die Federstelle geändert ist, um den Ventilschaft in einer entgegengesetzten Richtung vorzuspannen.
Pneumatische Kleinvolumen-Ein/Aus-Schalter (68, 69), die in 2 und in Einzelheit in 5 dargestellt sind, ähneln in Konstruktion und Betrieb den Zweiwegschaltern 49, 59 und 60, die oben beschrieben sind. Mit Bezug auf 5 drückt der Gasdruck in der Kammer 70 einen Kolben 71 zur linken Seite gegen die Vorspannung einer Feder 72. Der Ventilschaft 73 umfasst zwei Teile verringerten Durchmessers 74 und 75, die mit O-Ringen 76, 77 und 78 separiert und abgedichtet sind. In 5 ist die Aus-Position dargestellt, bei der ein Übertritt zwischen Nippeln 79 und 80 verhindert wird. Ein Entlüften von Druck aus der Kammer 70 ermöglicht, dass die Feder 72 den Schaft 73 zur rechten Seite verschiebt, wodurch sich der Teil 75 verringerten Durchmessers in einer Position darbietet, um einen Gasübertritt zwischen den Nippeln 79 und 80 zu ermöglichen.
Alarmgeber (62, 63, 64) werden durch einen Gasstrom vorbei am Alarmgeber angetrieben, um ein akustisches Alarmsignal an die Bedienperson zu erzeugen. In 3 kann man den Druckausfall-Alarmgeber 62 und den Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf erkennen. In 2 ist der Überdruck-Alarmgeber 64 an der unteren rechten Seite dargestellt. Nadelventile 65 und 66, die in 3 dargestellt sind, unmittelbar stromaufwärts von den Alarmgebern 62 und 63, liefern eine langsame Entlastung von unter Druck stehendem Gas durch die Alarmgeber 62 und 63, um zu gewährleisten, dass die Aufmerksamkeit der Bedienperson auf den Alarmzustand gerichtet ist, und um eine Lautstärkeneinstellung zu ermöglichen.
Filter (67) sind überall in den Kreisläufen platziert, um einen Durchtritt von mikroskopischen Teilchen zu verhindern, die einen Betrieb der Regelungsventile usw. behindern könnten.
Drehscheibenventile (85, 86) werden über die Zeitsteuerungsfrequenz und Durchflussmenge während des automatischen Modus für eine genaue Steuerung verwendet. Wie in 6 dargestellt, verwendet dieser Typ von Ventil eine Kunststoffscheibe 81, die zur manuellen Drehung um ihre Mitte montiert ist. Die Scheibe 81 weist eine Reihe von Öffnungen 82 von variierenden Durchmessergrößen auf, die in regelmäßigen radialen Intervallen beabstandet sind. Eine Eingangsdüse 83 wird mechanisch mit den kleinen und großen Öffnungen 82 mit einem abdichtenden Dichtungselement (nicht dargestellt) in Dichtungseingriff in Deckung gebracht, um einen Durchtritt eines vorbestimmten Stroms von unter Druck stehendem Gas zur Ausgangsleitung 84 zu ermöglichen. Die Öffnungen 82 sind versenkt dargestellt, um anzuzeigen, dass die Düse 83 mechanisch mit der Öffnung 82 mit z.B. O-Ringen in Dichtungseingriff in Deckung gebracht wird. Die Öffnungen 82 sind mikroskopisch im Durchmesser und sind unter Verwendung von genauen Laserbohrtechniken gebohrt. In 2 sind ein Drehscheibendurchflussregelungsventil 85 und ein Drehscheibenfrequenzregelungsventil 86 dargestellt.
Drucksensorschalter (87, 88 Unterdruck bzw. Überdruck) werden verwendet, um eine Änderung im Druck zu detektieren und um als Folge einen Schalter zu aktivieren. Eine detaillierte Ansicht eines Unterdrucksensorbedarfsschalters 87 ist in 1 dargestellt, wobei der Bedarfsschalter 87 unmittelbar über der Bedarfsversorgungsleitung 3 montiert ist. Ein Atemwegüberdrucksensorschalter 88, der in 3 dargestellt ist, weist eine ähnliche Konfiguration auf, dessen Betrieb in Einzelheit unten unter der Überschrift 'Alarmgeber für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs' beschrieben ist.
Mit Bezug auf die Detailfigur 1 weist das Unterdruckbedarfsventil 87 drei Funktionen auf.

(a) Die erste Funktion besteht darin, einen Übertritt von unter Druck stehendem Gas von der Bedarfsversorgungsleitung 3 zur Speicherkammer 2, wenn der Patient selbständig einatmet (wobei bei Einatmung ein Unterdruck erzeugt wird), wie folgt zu ermöglichen. Der Bedarfsschalter 87 wird durch eine Patienteneinatmung aktiviert, die einen Gasdruck in der Beatmungskammer 8 absenkt, wobei der flexible Ring 5 abwärts gezogen wird, um auf dem Ventilsitz 6 zu ruhen, und das Klappenventil 7 geöffnet wird. Wenn das Klappenventil 7 geöffnet ist, verringert eine weitere Einatmung durch den Patienten einen Druck in der Speicherkammer 2. Ein niedrigerer Druck in der Speicherkammer 2 verringert auch Druck in der unteren Kammer 89 des Bedarfsschalters 87 aufgrund einer Verbindung durch eine Verbindungsbohrung 90 im Gehäuse 1. Der flexible Ring 91 wird abwärts gezogen, wenn der Druck in der unteren Kammer 89 niedriger als Atmosphärendruck in der oberen Kammer 92 ist. Die obere Kammer steht mit der Atmosphäre über Öffnungen 93 in Verbindung. Eine Abwärtsbewegung des Rings 91 dreht einen Schwenkarm 94 im Uhrzeigersinn, um eine Düse 95 zu öffnen. Der Schwenkarm 94 ist vorgespannt, um die Düse 95 durch die Druckfeder 96 zu schließen und ist mit einer Stellschraube 97 auf dem Schwenkträgerarm 98 genau kalibriert. Wenn die Düse 95 geschlossen ist, wird ein hoher Druck in der Bedarfskammer 99 durch über eine Steuerleitung 100 zugeführtes Gas aufrechterhalten. Hoher Druck in der Bedarfskammer 99 drückt das Bedarfsventildiaphragma 101 abwärts in einen Dichtungseingriff mit dem Bedarfsventilsitz 102. Deshalb verhindert ein Ineinandergreifen des Diaphragmas 101 und des Sitzes 102 unter Druck stehendes Gas daran, von der Bedarfsversorgungsleitung 3 über den Sitz 102 durch radial beabstandete Bohrungen 103 zur Speicherkammer 2 zu strömen. Ein Öffnen der Düse 95 entlüftet Gas aus der Bedarfskammer 99 durch die Düse 95 und senkt Druck in der Bedarfskammer 99 ab. Infolgedessen hebt sich das aufwärts vorgespannte Diaphragma 101 vom Sitz 102 ab, um zu ermöglichen, dass unter Druck stehendes Gas von der Bedarfsversorgungsleitung 3 über den Sitz 102 durch die Bohrungen 103 zur Speicherkammer 2 strömt.
(b) Die zweite Funktion des Unterdruckbedarfsventils 87 besteht darin, das Automatikzyklus-Ausschaltventil 69 zu betätigen, um den automatischen Zyklus abzuschalten, wenn der Patient selbständig einatmet. (Eine detaillierte Erklärung wird unten unter der Überschrift Von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerter Modus' dargelegt.)
(c) Die dritte Funktion des Unterdruckbedarfsventils 87 besteht darin, das Ausschaltventil 69 für den Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zu betätigen, um den Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zu deaktivieren, wenn der Patient selbständig einatmet. (Eine detaillierte Erklärung wird unten unter der Überschrift Von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerter Modus' dargelegt.)

Automatischer Modus und automatischer Kreislauf
Wie oben angegeben, wird normalerweise der automatische Modus als ein Default-Betriebsmodus verwendet, um eine zeitlich gesteuerte Sequenz von Druckgasstößen in einem Einatmungs/Ausatmungs-Zyklus bereitzustellen. Das US-Patent 5,520,170 liefert eine Beschreibung einer ähnlichen automatischen tragbaren Beatmungsvorrichtung. Jedoch sind mehrere Verbesserungen bei der vorliegenden Erfindung vorgenommen worden.
Mit Bezug auf die 2 und 3 leitet der automatische Gasverteilungskreislauf Gas zwischen dem Regler 13-Ausgang über die automatische Versorgungsleitung 15 und die automatische Verteilungsleitung 38 zum automatischen Hauptschalter 37. Der Hauptschalter 37 wird durch den Schalter 49 zur zeitlichen Steuerung in gewählten Intervallen geöffnet und geschlossen (unten in Einzelheit zu beschreiben), um einen Einatmungs/Ausatmungs-Zyklus von Gasstößen zu erzeugen. Gas strömt durch den Hauptschalter 37 in der Leitung 39 zum Drehscheibendurchflussregelungsventil 85. Eine Durchflussrate hinter dem Durchflussregelungsventil 85 wird durch die Bedienperson ausgewählt, indem die durchlöcherte Scheibe 81 manuell gedreht wird (siehe 6).
Gasstrom vom Drehscheibendurchflussregelungsventil 85 kann zwei alternative Pfade nehmen, abhängig davon, ob der Mischerschalter 103 für normalen Strom durch eine Leitung 104 oder gemischten Strom durch eine Leitung 105 und einen Venturimischer 106 eingestellt ist. Ein normaler Strom durch die Leitung 104 besteht aus reinem Gas, das zur Speicherkammer 2 über die automatische Versorgungsleitung 4 transportiert wird (siehe 2 und Detail von 1). Gemischter Strom besteht aus reinem Gasstrom von dem Durchflussregelungsventil 85 durch die Leitung 105 zum Mischerschalter 103 zum Venturimischer 103, wo Umgebungsluft hereingesogen wird und mit dem Gas gemischt wird, bevor es durch die automatische Versorgungsleitung 4 zur Speicherkammer 2 transportiert wird.
Mit Bezug auf die 2 und 4 wird der Betrieb des automatischen Hauptschalters 37 und Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung beschrieben. Wie in 4 dargestellt, wird, wenn unter Druck stehendes Gas zur Kammer 53 für den Schalter zur zeitlichen Steuerung zugeführt wird, der Ventilschaft aufwärts gedrückt, um eine Gaszufuhr vom Nippel 51 zur Leitung 50 zu ermöglichen. Unter Druck stehendes Gas von der Leitung 50 strömt durch den normalerweise offenen manuellen Schalter 32 durch die Leitung 40, um die Kammer 43 im automatischen Hauptschalter 37 zu füllen. Druck in der Hauptschalterkammer 43 bewegt den Ventilschaft 42 zur geschlossenen Position, die veranschaulicht ist.
Um das automatische Hauptventil 37 zu öffnen, wird Druck in der Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung entlastet, und die Feder 55 drückt den Schaft 57 abwärts. Infolgedessen wird unter Druck stehendes Gas aus der Kammer 43 des Hauptschalters 37 durch die Leitungen 40 und 50 entlüftet und durch die Düse 52 zur Atmosphäre abgeführt.
Die Zeitsteuerung von unter Druck stehendem Gas zur Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung wird wie folgt erreicht. Wie in 2 dargestellt, wird, wenn Gas über die Leitung 39 zur Eingangsseite des automatischen Durchflussregelungsventils 85 geliefert wird, ein Teil des Eingangsstroms durch ein Filter 67 über eine Leitung 107 zum Drehscheibenfrequenzregelungsventil 86 geleitet. Das Frequenzregelungsventil 86 umfasst auch die in 6 veranschaulichte Struktur, wobei eine gewählte Öffnung 82 einen gesteuerten Gasstrom durch das Ventil 86 liefert. Es ist wichtig, anzumerken, dass das Frequenzregelungsventil 86 und das Durchflussregelungsventil 85 separat gesteuert werden können, um zu ermöglichen, dass der Gasstrom und die Zeitsteuerfrequenz unabhängig gewählt werden.
Um die Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung unter Druck zu setzen, strömt Gas von dem automatischen Hauptschalter 37 durch das Durchflussregelungsventil 85 zum Frequenzregelungsventil 86, dann durch eine Leitung 108, ein Manifold 109 und eine Leitung 110 zum manuellen Automatikmodus-Ein/Aus-Schalter 27. Da der Schalter 27 normalerweise offen ist, strömt Gas durch die Düse 31 und eine Leitung 111 zur Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung. Eine Druckbeaufschlagung der Kammer 53 drückt den Ventilschaft 57 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung nach oben, beaufschlagt die Kammer 43 des Hauptventils 37 mit Druck und schließt das Hauptventil 37.
Deshalb sorgt ein Öffnen des Hauptventils 37 dafür, dass unter Druck stehendes Gas das Hauptventil 37 über das Frequenzregelungsventil 86 und den Schalter 49 zur zeitlichen Steuerung schließt. Die Zeitverzögerung zwischen einem Öffnen und Schließen des Hauptventils wird in erster Linie durch die Auswahl einer Strombegrenzungsöffnung 82 in dem Frequenzregelungsventil 86 gesteuert, obwohl eine Verzögerung auch von weiteren Druckverlusten im Strom herrührt, der durch den automatischen Kreislauf strömt, wie oben beschrieben. Eine Kammer von variablem Volumen 145 liefert auch eine Feinsteuerung über eine Zeitsteuerungseinstellung. Je größer das Volumen in der Kammer 145 ist, desto länger dauert es für einen Druck, um sich in der Kammer 53 aufzubauen. Indem das Volumen in der Kammer 145 eingestellt wird, kann die Zykluszeit des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung eingestellt werden.
Manuell gesteuerter Modus
Die Bedienperson kann unter gewissen Bedingungen wünschen, Druckgasstöße manuell zu verabreichen. Dies wird erreicht, indem das Öffnen und Schließen des Hauptventils 37 manuell gesteuert wird und die zeitlich gesteuerte Sequentialisierung des Automatikmoduskreislaufs außer Kraft gesetzt wird.
Der automatische Modus kann durch Niederpressen des Knopfes 28 auf dem Schalter 27 manuell ein- und ausgeschaltet werden. Indem der Knopf 28 niedergepresst wird, wird ermöglicht, dass unter Druck stehendes Gas vom Steuermanifold 18 zur (sonst normalerweise geschlossenen) Düse 30, durch den Schalter 27 zur Düse 31 und Leitung 111 strömt. Gasdruck in der Leitung 111 beaufschlagt die Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung auf statischen Kreislaufdruck, der ungefähr 2mal höher als normaler zyklisch wiederkehrender Druck ist, was eine Verzögerung für ein automatisch zyklisch wiederkehrendes Neuaufstarten erzeugt, nachdem das manuelle Schalterventil 32 freigegeben ist.
Mit Bezug auf 2 wird das Hauptventil 37 durch Niederpressen des Stabs 33 der Handmodus-Ein/Aus-Schalter 32 manuell geöffnet und geschlossen. Der Betrieb des manuellen Schalters 32, der links dargestellt ist, führt Gas aus der Hauptschalter 37-Kammer 43 über die Leitung 40 durch die (sonst normalerweise geschlossene) Düse 112 zur Atmosphäre ab. Im Fall, dass der automatische Modus ein bleibt (d.h. der Schalter 27 ist nicht zu einer Aus-Position manuell niedergepresst worden), bläst ein gleichzeitiges Niederpressen des Knopfes auf dem rechten manuellen Schalter 32 Gas vom Manifold 18 durch eine Leitung 113 zu einer Leitung 114, durch das Manifold 109, die Leitung 110 und die normalerweise offene Düse 29 ein, um die Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung unter Druck zu setzen, wodurch die automatische zeitlich gesteuerte Sequenz ausgeschaltet und außer Kraft gesetzt wird, und eine Verzögerung für ein automatisches zyklisch wiederkehrendes Neuaufstarten erzeugt wird.
Von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerter Modus
Wie oben mit Bezug auf 1 angemerkt, wird das Unterdruckbedarfsventil 87 verwendet, um einen Übertritt von unter Druck stehendem Gas von der Bedarfsversorgungsleitung 3 zur Speicherkammer 2 zu ermöglichen, wenn der Patient selbständig zu atmen beginnt. Der Bedarfschalter 87 wird aktiviert, wenn der Patient einatmet. Dies führt zu niedrigerem Gasdruck/Gasunterdruck in der Beatmungskammer 8, der den flexiblen Ring 5 abwärts zieht, so dass er auf dem Ventilsitz 6 ruht, und das Klappenventil 7 öffnet. Eine weitere Einatmung verringert Druck in der Speicherkammer 2, was einen Druck in der unteren Kammer 89 des Bedarfsschalters 87 aufgrund einer Verbindung durch eine Bohrung 90 im Gehäuse 1 verringert. Der flexible Ring 91 wird abwärts gezogen, wenn der Druck in der unteren Kammer 89 niedriger als Atmosphärendruck in der oberen Kammer 92 ist. Die obere Kammer steht mit der Atmosphäre über die Öffnungen 93 in Verbindung.
Eine Abwärtsbewegung des Rings 91 dreht den Schwenkarm 94 im Uhrzeigersinn, um die Düse 95 zu öffnen. Der Schwenkarm 94 ist vorgespannt, um die Düse 95 durch die Druckfeder 96 zu schließen und ist mit der Stellschraube 97 auf dem Schwenkträgerarm 98 kalibriert. Wenn die Düse 95 geschlossen ist, wird in der Bedarfskammer 99 durch über die Steuerleitung 100 zugeführtes Gas ein hoher Druck aufrechterhalten. Hoher Druck in der Bedarfskammer 99 drückt das Bedarfsventildiaphragma 101 abwärts in einen Dichtungseingriff mit dem Bedarfsventilsitz 102. Deshalb verhindert ein Ineinandergreifen des Diaphragmas 101 und Sitzes 102, dass unter Druck stehendes Gas von der Bedarfsversorgungsleitung 3 über den Sitz 102 durch die radial beabstandeten Bohrungen 103 zur Speicherkammer 2 strömt. Ein Öffnen der Düse 95 entlüftet Gas aus der Bedarfskammer 99 durch die Düse 95 und verringert Druck in der Bedarfskammer 99. Infolgedessen hebt sich das aufwärts vorgespannte Diaphragma 101 vom Sitz 102 ab, um zu ermöglichen, dass unter Druck stehendes Gas von der Bedarfsversorgungsleitung 3 über den Sitz 102 durch die Bohrungen 103 zur Speicherkammer 2 strömt.
Ein niedriger Druck in der Leitung 100 führt dazu, dass sich die unter Federvorspannung stehenden Kolben des Automatikzyklus-Ausschaltventils 69 und Ausschaltventils 68 für einen Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zur rechten Seite verschieben, wie dargestellt.
Hinsichtlich des in 5 dargestellten Automatikzyklus-Ausschaltventil 69 ist es ersichtlich, dass ein niedriger Druck in der Kammer 70 (der durch ein Patienteneinatmen hervorgerufen ist, das zu einem niedrigen Druck in der Kammer 99 führt, wie oben beschrieben) ermöglicht, dass die Feder 72 den Ventilschaft 73 nach rechts drückt und ermöglicht, dass Gas zwischen den Nippeln 79 und 80 strömt. Im Fall des Ventils 69 strömt Gas vom Manifold 18 durch eine Leitung 133, strömt dann zu einer Leitung 134, Manifold 109, Leitung 110, offenen Schalter 27, Leitung 111 zur Kammer 53 des Schalters 49 zur zeitlichen Steuerung, um den automatischen Hauptschalter 37 zu schließen. Auf diese Weise wird der automatisch zeitlich gesteuerte Modus außer Kraft gesetzt, wenn der Patient einatmet, und eine Verzögerung für ein automatisches zyklisch wiederkehrendes Neuaufstarten erzeugt.
Hinsichtlich des Ausschaltventils 68 für den Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs (das in der Konstruktion dem in 5 dargestellten Ventil 69 ähnelt) ermöglicht ein niedriger Druck in der Kammer 99, dass Druck aus einer Leitung 141 entlüftet wird, um den Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs auszuschalten.
Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs
Der Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs (3) wird, wenn der Patient beim Bedarfsmodus aufhört, selbständig einzuatmen, oder wenn die Gesichtsmaske leckt oder vom Patienten abfällt, aktiviert. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, dass der Gasdruck im Patientenbeatmungskreislauf über oder unter einem gewählten Höchst- oder Mindest-Atemwegdruck gehalten wird. Dieser Mindest-Atemwegdruck befindet sich über Atmosphärendruck, und eine Beatmungskreislaufunversehrtheitsbedingung wird detektiert, immer wenn der Gasdruck im Patientenbeatmungskreislauf unter den Mindest-Atemwegdruck auf atmosphärischen oder niedrigeren Druck abfällt, oder Unterdruck das Ventil 68 triggert, um sich zur Atmosphäre zu öffnen, wobei der Alarm deaktiviert wird.
Mit Bezug auf die 2 und 3 wird ein kontinuierlicher Patientenatemwegdruck (CPAP) wie folgt aufrechterhalten. Großvolumendruckgas wird über die automatische Versorgungsleitung 15 zu einer CPAP-Leitung 115 zugeführt. Der CPAP-Kreislauf arbeitet zusammen mit dem oben beschriebenen Automatikmoduskreislauf. Wenn das Hauptventil 37 offen ist, wird Gas zur Eingangsseite des Durchflussregelungsventils 85 durch die Leitung 39 zugeführt. Ein Teil von diesem Eingangsstrom wird über Leitung zu den Kammern 43 (siehe den typischen beispielhaften Großvolumenschalter 37 in 4) der Großvolumen-CPAP-Schalter 45 und 46 geleitet. Deshalb sind, wenn der Hauptschalter 37 offen ist, die CPAP-Schalter 45 und 46 geschlossen. Wenn der Hauptschalter 37 geschlossen ist (durch den Schalter 49 zur zeitlichen Steuerung oder wenn der automatische Modus aus ist oder außer Kraft gesetzt ist), sind die CPAP-Schalter 45 und 46 offen.
Ein Öffnen des CPAP-Schalters 45 ermöglicht, dass Gas von der Leitung 115 zu einer Leitung 117 und in das CPAP-Nadelregelungsventil 118 strömt. Das Regelungsventil 118 ist eingestellt, um den Mindest-Atemwegdruck von Gas zu bestimmen, das durch das CPAP-Ventil 46 durch eine Leitung 119 zur Beatmungskammer 8 strömt (siehe 1). Der Zweck des zweiten CPAP-Ventils 46 besteht darin, eine Abnahme von Gasdruck von der Beatmungskammer 8 zu verhindern und eine Abnahme von Gas von der Leitung 117 und dem CPAP-Nadelventil 118 zu verhindern, was beides die Leistungsfähigkeit der Einatmungs/Ausatmungs-Zykluspeakdrücke nachteilig beeinträchtigen würde.
Mit Bezug auf die 2 und 3 stellt die Beatmungskammer 8 eine Verbindung mit einem Adapter 120 und einer Gesichtsmaskendüse 121 (angezeigt durch gestrichelte Linien in Explosionsansicht) her. Ein Patientenatemwegüberdruck wird durch den Atemwegdrucksensorschalter 88 über eine Leitung 122 erfasst und visuell mit einem Barometer 123 angezeigt. Da der interne Mechanismus des Atemwegüberdrucksensorschalters 88 auf eine ähnliche Weise (aber umgekehrt) zum oben beschriebenen Unterdrucksensorbedarfsschalter 87 arbeitet, wird eine ausführliche Erklärung eines Betriebs für unnötig erachtet. Ein Gasdruckungleichgewicht zwischen Kammern auf jeder Seite des flexiblen Diaphragmas 91 bewegt das Diaphragma in Richtung auf die Niederdruckseite und legt den Schalter um.
Ein Atemwegdruck, der größer ist als der voreingestellte Mindest-Atemwegdruck im Atemweg des Patienten und der Leitung 122 bewirkt, dass Gas den flexiblen Ring des Schalters 88 niederpresst, wobei Gas durch eine Entlüftungsöffnung 124 abgeführt und eine Düse 125 offen gehalten wird, wie dargestellt. Wenn die Düse 125 offen gehalten wird, wird Druck in einer Leitung 126 niedrig gehalten, wodurch der Schalter 59 mit einem Kolben in einer Abwärtsposition gehalten wird. Gas strömt dann vom Manifold 18 durch eine Leitung 127 zu einer Leitung 128 und führt zum Schließen des Schalters 48. Bei geschlossenem Schalter 48 kann Gas nicht von der Versorgungsleitung 16 für den Alarmgeber zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zum Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislauf strömen.
Ein Atemwegdruck, der niedriger als der voreingestellte Mindest-Atemwegüberdruck ist, kann durch verschiedene Unversehrtheitsbedingungen hervorgerufen sein, wie z.B. dass die Gesichtsmaske leckt oder vom Gesicht des Patienten abfällt. Niedriger Druck in der Leitung 122 ermöglicht, dass sich der flexible Ring des Schalters 88 unter Federvorspannung erhebt, um die Düse 125 zu schließen. Infolgedessen steigt Druck in der Leitung 126 an, wenn langsam Gas vom Manifold 18 über eine Leitung 129 und ein Durchflussbegrenzungsnadelventil 130 zugeführt wird. Hoher Druck in der Leitung 126 bewirkt, dass sich der Ventilschaft des Schalters 59 aufwärts bewegt, wie dargestellt, wobei die Leitung 128 mit einer Leitung 131 verbunden wird. Infolgedessen wird die Kammer des Schalters 48 entlüftet, und es wird ermöglicht, dass Gas von der Leitung 16 zum Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs strömt. Ein akustisches Signal wird an die Bedienperson abgegeben, wenn das Gas durch den Alarmgeber 63 zur Atmosphäre entlüftet wird. Der Unversehrtheitsalarmgeber 63 oszilliert schnell und emittiert einen Hochfrequenzton, um eine Benutzerunterscheidung des Alarmzustands von anderen Alarmgebern zu ermöglichen. Der durch den Nadelventildurchflussbegrenzer 66 erzeugte Rückdruck lenkt Gas durch die Leitung 131 zu 128 zum Schalter 48, wodurch ein Strom von der Leitung 16 zum Alarmgeber 63 abgesperrt wird. Gas im Schalter 48 nimmt dann zurück durch die Leitung 128 zur Leitung 131 und durch den Alarmgeber 63 ab. Der Schalter 48 öffnet sich wieder und der Zyklus wiederholt sich, wobei ein schnell oszillierendes Hochtonalarmsignal erzeugt wird.
Die Bedienperson kann den Alarmgeber 63 zur Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs manuell außer Kraft setzen und deaktivieren, indem Druck in der Leitung 126 verringert wird und der Schalter 48 geschlossen wird. Dies erfolgt durch Niederpressen des Knopfes 132 des Beatmungskreislaufschalters 34, um die normalerweise geschlossene Verbindung zur Leitung 35 zu öffnen und das Gas zur Atmosphäre zu entlüften.
Druckausfall-Alarmgeber
Die tragbare Beatmungsvorrichtung umfasst einen Druckausfall-Alarmgeber 62, der in 3 dargestellt ist, der die Bedienperson in Kenntnis setzt, dass die Druckgasquelle (Zylinder 12, Regler 142, Versorgungsschlauch 143) einen Druck unter einem gewählten Quelleneingangswert aufweist, der ein für einen sicheren Betrieb des Geräts erforderliches Minimum ist.
Mit Bezug auf 3 wird ein Eingangsdruckschalter 60 bereitgestellt, um den Gasdruck am Reglereingang über eine Leitung 135 zu erfassen. Wenn der Druck in der Leitung 135 außerordentlich hoch ist, wird der Kolben im Schalter 60 gegen die Kraft der dargestellten Feder aufwärts gedrückt.
Wenn sich der Druck über dem voreingestellten Wert befindet, wird der Kolben im Schalter 60 aufwärts verschoben, um zu ermöglichen, dass Gas vom Manifold 18 über die Leitung 136 durch den Schalter 60 zu einer Leitung 137 strömt. Hoher Druck in der Leitung 137 bewegt den Kolben im Ventil 47 nach unten, um den Strom von Gas zwischen einer Leitung 138 und dem Druckausfall-Alarmgeber 62 zu schließen.
Wenn der Druck im Zylinder 12 und der Leitung 135 niedrig ist, verschiebt die Feder im Schalter 60 den Kolben nach unten, wie dargestellt, und entlüftet Gas aus der Leitung 137 durch eine Leitung 139 und den Druckausfall-Alarmgeber 62. Ein Entlüften von Gas aus der Leitung 137 bewirkt, dass sich der Kolben im Schalter 47 aufwärts bewegt und einen Pfad für Gas öffnet, um von der Leitung 138 durch den Schalter 47 zum Druckausfall-Alarmgeber 62 zu strömen. Obwohl der Gasdruck verhältnismäßig niedrig ist, wenn der Druckausfall-Alarmgeber 62 aktiviert wird, reicht ein Gasstrom durch die Leitung 138 aus, um den akustischen Alarmgeber 62 für eine Zeitspanne anzutreiben, um die Bedienperson in Kenntnis zu setzen, dass die Gasversorgung erschöpft ist. Der Schalter 47 oszilliert langsam (mit einem Mittelfrequenzton) und die Oszillationen nehmen allmählich auf einen konstanten Ton ab, wenn der Zylinder 12-Inhalt leer wird.
Überdruck-Alarmgeber
Der Überdruck-Alarmgeber wird verwendet, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen, dass unter Druck stehendes Gas von dem Gerät ausgestoßen wird, da Druck über einem gewählten maximalen Überdruckwert im Atemweg des Patienten detektiert worden ist.
Übermäßiger Atemwegdruck kann den Patienten verletzen und Kreisläufe des Geräts beschädigen. Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist die Beatmungskammer 8 mit einem Adapter 120 und einer Gesichtsmaskendüse 121 verbunden. Auch wird in Verbindung mit der Beatmungskammer 8 ein einstellbarer Überdruckschalter 140 zur Erfassung von Gasdruck im Beatmungskreislauf bereitgestellt. Wenn ein übermäßig hoher Druck erfasst wird, öffnet sich der Überdruckschalter 140, um Gas aus der Beatmungskammer 8 durch den akustischen Überdruck-Alarmgeber 64 auszustoßen. Der Überdruckschalter 140 ist einstellbar, um in einem Bereich von gewählten Überdruckwerten in mechanischer Verbindung mit der Drehscheibe 81 des Durchflussregelungsventils 85 betätigt werden.
Infolgedessen liefert die Erfindung ein verbessertes tragbares Beatmungsgerät, das gasangetriebene Sensoren und Alarmgeber umfasst, um die Bedienperson von Beatmungskreislaufunversehrtheitsbedingungen, Netzausfall und Überdruckbedingungen in Kenntnis zu setzen.
Obwohl sich die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen auf eine spezielle bevorzugte Ausführungsform, wie sie gegenwärtig von den Erfindern in Erwägung gezogen wird, bezieht, versteht es sich, dass die Erfindung in ihrem breiten Aspekt mechanische und funktionale Äquivalente der beschriebenen und veranschaulichten Elemente umfasst.

Claims

Tragbares Beatmungsgerät zum Verabreichen eines unter Druck stehenden Atemgases an einen Patienten durch eine Bedienperson, wobei das Gerät über Steuerorgane verfügt, die in einem manuell gesteuerten Modus, einem von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Modus und in einem automatischen Modus von dem unter Druck stehenden Gas angetrieben werden, wobei das Gerät umfasst: ein Gehäuse (1), das einen Beatmungskreislauf des Patienten umgibt, bestehend aus: einer Gasspeicherkammer (2), einer Beatmungskammer (8), einem Atemluft-Rückschlagventil (7), das dazwischen angeordnet ist, um den Übertritt des eingeatmeten Gases aus der Gasspeicherkammer in Richtung der Beatmungskammer zu ermöglichen, und aus einem Ausatmungs-Rückschlagventil (10), um den Übertritt der vom Patienten ausgeatmeten Luft aus der Beatmungskammer (8) in die Atmosphäre außerhalb des Gerätes zu ermöglichen; einen Druckregler (13), der über einen Reglereingang (14) verfügt, um zu ermöglichen, dass besagtes Gas aus einer Druckgasquelle (12) in das Gerät einströmt und der über einen Reglerausgang verfügt; Gasverteilungseinrichtungen (3, 15, 16, 17), um Gas zwischen dem Reglerausgang und der Gasspeicherkammer (2) selektiv über einen manuell gesteuerten Gaskreislauf, einen von den Atmungserfordernissen des Patienten gesteuerten Gaskreislauf und einen automatischen Gaskreislauf, einschließlich einer automatischen Verteilungsleitung (38) zwischen dem Reglerausgang und der Gasspeicherkammer (2) zu verteilen und Steuerorgane, die nur durch den Druckunterschied zwischen dem unter Druck stehenden Gas von den Reglereingängen (14) und dem außerhalb des Gerätes herrschenden Atmosphärendruck angetrieben werden, für die Überwachung und Steuerung der Gasverteilungseinrichtungen (3, 15, 16, 17), wobei die Steuerorgane umfassen: Schalteinrichtungen (49) für die zeitliche Steuerung, zum Öffnen und Schließen der automatischen Verteilungsleitung (38) in gewählten Intervallen; Frequenzregelungseinrichtungen (86), um die Schalteinrichtungen (49) für die zeitliche Steuerung in einem vorgegebenen Zeitsteuerzyklus zu betätigen, der mit einem Einatmungs-/Ausatmungsmuster des Patienten korrespondiert, Durchflussregelungseinrichtungen (85), um eine vorgegebene Rate des Gasdurchflusses durch die automatische Verteilungsleitung (38) zu wählen, unabhängig vom Zeitsteuerzyklus, und Alarmgeber (63) für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs, um der Bedienperson zu signalisieren, dass eine Unversehrtheitsbedingung detektiert wurde.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerorgane Druckausfall-Alarmgeber (62) enthalten, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen, dass die Druckgasquelle einen Druck aufweist, der unterhalb eines gewählten Eingangswertes der Quelle liegt.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerorgane Überdruck-Alarmgeber (64) enthalten, um die Bedienperson davon in Kenntnis zu setzen, dass der Druck im Atemweg des Patienten oberhalb eines gewählten Überdruckwertes liegt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerorgane Sensoren (88) für die Erfassung eines kontinuierlichen Atemwegdruckes des Patienten enthalten, um den Gasdruck im Atemkreislauf des Patienten oberhalb eines gewählten Mindest-Atemwegdruckes zu halten.
Gerät nach Anspruch 4, wobei die Sensoren (88) für die Erfassung eines kontinuierlichen Atemwegdruckes des Patienten Mittel aufweisen, um den Gasdruck im Beatmungskreislauf des Patienten zu erfassen und um die Alarmgeber (63) für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zu aktivieren, wenn der Druck unterhalb eines gewählten Alarmwertes des Druckes im Beatmungskreislauf liegt.
Gerät nach Anspruch 5, wobei die Sensoren (88) für die Erfassung des Atemwegdruckes des Patienten Alarmschalter (48, 59) für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs enthalten, um Gas aus den Gasverteilungseinrichtungen (16) über einen akustischen Alarmgeber (63) an die Atmosphäre zu leiten.
Gerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuerorgane ein Deaktivierungsmittel (34) für den Alarmgeber für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs einschließen, um manuell und selektiv den Alarmgeber (63) für die Überwachung der Unversehrtheit des Beatmungskreislaufs zu deaktivieren.
Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Druckausfall-Alarmgeber Eingangsdruckschalter (60) enthält, um den Gasdruck an den Reglereingängen (14) zu erfassen und um Gas aus den Gasverteilungseinrichtungen (15, 138) durch einen akustischen Druckausfall-Alarmgeber (62) an die Atmosphäre zu leiten.
Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Überdruck-Alarmgeber Überdruckschalter (140) enthalten, um den Gasdruck im Atemkreislauf des Patienten zu erfassen, und um Gas aus dem Atemkreislauf (8) des Patienten durch einen akustischen Überdruck-Alarmgeber (64) in die Atmosphäre auszustoßen.
Gerät nach Anspruch 9, wobei der Überdruckschalter (140) justierbar ist, damit er in einem Bereich gewählter Überdruckwerte ausgelöst wird.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuerorgane Druckschalter für die Erfassung eines kontinuierlichen Atemwegdruckes des Patienten (45, 46, 119) enthalten, um den Gasdruck im Atemkreislauf des Patienten oberhalb eines gewählten Mindest-Atemwegdruckes zu halten, wenn die Schalteinrichtungen (49) für die zeitliche Steuerung geschlossen werden.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der automatische Beatmungskreislauf Mischeinrichtungen (103, 106) innerhalb der automatischen Verteilungsleitung enthält, um Umgebungsluft mit dem unter Druck stehenden Gas zu mischen.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die Mischeinrichtungen einen Venturimischer (106) mit Umgebungslufteinlass-Rückschlagventil enthalten, um den Eintritt von Luft in den Venturimischer (106) in einer Richtung zu gestatten und um das Entweichen von unter Druck stehendem Gas aus der automatischen Verteilungsleitung in die Atmosphäre zu verhindern.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Durchflussregelung umfasst: eine Durchflussregelungsdüse (83) und eine Durchflussregelungs-Anschlusseinrichtung mit einer Vielzahl separater Durchflussregelungsöffnungen (82) unterschiedlicher Größe, die in bezug auf die Durchflussregelungsdüse (83) beweglich montiert sind, und wobei eine gewählte Durchflussregelungsöffnung (82) wahlweise mit der Durchflussregelungsdüse (83) in Deckung gebracht werden kann, um eine vorgegebene Gasdurchflussrate zu wählen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Frequenzregelung umfasst: eine Frequenzregelungsdüse und eine Frequenzregelungs-Anschlusseinrichtung mit einer Vielzahl separater Frequenzregelungsöffnungen unterschiedlicher Größe, die in bezug auf die Frequenzregelungsdüse beweglich montiert sind und wobei eine der gewählten Frequenzregelungsöffnungen wahlweise mit der Frequenzregelungsdüse in Deckung gebracht werden kann, um eine vorgegebene Frequenz des Zeitsteuerungsventils zu wählen.