DE2840762B2 - Steuersystem für einen Medikamentennebler für medizinische Beatmungsventilatoren - Google Patents

Description

Die Verwendung volumenbegrenzter medizinischer Ventilatoren zur Versorgung eines Patienten mit Atemgas mit bestimmtem Sauerstoffgehalt und Atemvolumen wird beispielsweise in der IIS- PS 38 31 595 beschrieben. Bei der Verwendung solcher Ventilatoren ist es manchmal nötig, vorgeschriebene Medikamente oder Heilungshilfsstoffe dem Alemgas zuzusetzen. Dabei ist es üblich, die Medizin oder den lleilungshilfsstoff mittels eines elektrisch betriebenen Hilfssleuersysiems, das einen Medikamentcnverncbler aufweist, beizugeben. Der Vernebler wird dabei mit dem Atemkreis verbunden und durch einen fortwährend laufenden motorgetriebenen Kompressor betrieben. Elektrische Systeme dieser Art haben jedoch bei der Verwendung mit den beschriebenen medizinischen Ventilatoren bedeutende Nachteile. So sollten elektrisehe Bestandteile oder elektrische Verbindungen, die bei Anwesenheit von Sauerstoff oder sauerstoffangereicherten Gasen gefährlich sind, aus Sicherheitsgründen in einer solchen Ausrüstung nicht 'Mithalten sein. Außerdem ist für die Hilfsausrüstung, die einen elektrischen Motorkompressor umfaßt, eine Notsironiquelle vorhanden, wodurch die Ausrüstung vergleichsweise teuer wird.

Bei einer bekannten Ausführung eines medizinischen Ventilalorsystems zur Eingabe von Medikamenten mit einem pneumatischen Vernebler wird eine kombinierte Befeuchter- und Medikamenten-Verneblereinheit direkt in Reihe in die Gawersorgungslcitung geschaltet, (.lic zur !lastverteiler- und Zunicßkammer für den Atemkreis führt. Diese Anordnung ist jedoch nicht zufriedenstellend, da die Verunreinigung infolge der Kondensation der mit Medikamenten angereicherten Feuchtigkeit in der Meßkanimer während des Durchtritts des befeuchteten Gases in den Beatmungskreis Probleme schafft. Es ist deshalb nach jeder Behandlung eines Patienten eine Sterilisation erforderlich, um die Kammer und andere Bestandteile zu reinigen.

Daher sind derartige Medikiiiiientenverneblersy.)teme für medizinische Ventilatoren unzufriedenstellend.

besonders dann, wenn ein automatisches, verläßliches, sicheres und sauberes System für die Zugabe von Medikamenten an den Beatmungskreis für einen Patienten erforderlich ist

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfind-uig liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für Medikainentennebler mit einem pneumatisch betätigten medizinischen Ventilator des volumenbegrenzten Typs, der ein Drucksignal abgibt, das den Anfang der Einatemzeit angibt, zu schaffen, das sicher und sauber arbeitet und gleichzeitig preiswert ist

Die vorliegende Erfindung umfaßt im wesentlichen ein rein pneumatisches System zum wirksamen und sicheren Zugeben eines oder mehrerer Medikamente in den Beatmungskrtris eines volumenbegrenzten medizinischen Ventilators. In seiner einfachsten Form wird ein für die Zugabe eines oder mehrerer Medikamente verwendeter Vernebler direkt mit dem lieatmtingskreis unmittelbar in Atemgasrichiung vor dem Patientenadapter oder der Beatmungsröhre verb-uiden. Der Vernebler wird durch Druckgas angetrieben, dessen Zugabe in erster Linie durch ein Übergabeveniil oder ein gleichwertiges Element gesteuert wird, das wiederum durch ein »AusatmungsveruiU-Drucksignal angesteuert wird, wobei das genannte Signal den Beginn der Hinatmung anzeigt. Dieses Dnicksignul wird durch den Venlilator entsprechend dem Zeitablauf des Beatmungszykliis des Patienten erzeugt. In dieser Betriebsart wird der Vernebler so lang betrieben, v> ie das Aiisutnuingsventilsign.il an dem Übergabeventil anliegt, d. h. wahrend der gesamten Finainiungsperiode. Dementsprechend hängt das Gesamtvolumen des dem Patienten /!!geführten Gases von der gesamten Einalimingszeit ab.

Iu einer bevorzugten Ausfüllt ungsform wird ein kolbengesteiierter, ausdehnbarer und /usammendrückbarer Balg mittels Rückst hl.!^ventilen einerseits mit dein Vernebler und andererseits mit dem Beatmungskreis verbunden Der Kolben wird durch Gasdruck entsprechend dem Aiisutcimcntilsignnl so betrieben, daß er den Balg zusammendrückt, und das darin enthaltene Gas austreibt und wird mit einer Feder zurückgestellt, so daß sich tier Balg wieder ausdehnt. Die Ausdehnung tritt während des Ausatemvorganges entsprechend dem Atisalenneiitilsignal auf, und während der Ausdehnung wird ein Einheitsgasvolumen vom Sauerstoff-Steuersystem ties Ventilators abgezogen. Während der darauffolgenden Einatmung wird dieses Gasvoluinen durch tlie Wirkung des Kolbens ausgetrieben und über den Medikamentenvernebler dem Beatniungskreis wieder zugeführt. In dieser Ausführungsform wird das dem Patienten /ugeführte Atcmgasvolumen etwas erhöht, jedoch bleibt sein Sauerstoffgehalt unverändert.

Bei der beschriebenen Kolben/Balganordmmg mit Federrücksiellung wird vorzugsweise das Einheilsgasvolumcn jeweils direkt vom normalen Beatmungskreis während der Einatmung abgenommen. Während des gleichen Einatmungsabschnities drückt der Kolben unter der Einwirkung von Gasdruck den Balg zusammen, um das Gas aus ihm zu drücken und durch den Vernebler dem Beatmiingskreis wieder zuzuführen. Die erforderliche Reihenfolge wird durch eine einmal ablaufende (one-shot-liining) Zeitschaltung gesteuert, die durch ein Ausatcmventilsignal getriggert wird, und tlie die Einwirkung der Federkraft und des Druckgases auf den Balgkolben kontrolliert. Bei dieser bevorzugten Form wird tk;s gesamte dein Patienten /.ugeführte Gasvolumen nicht verändert, da die Betätigung de·. Balges in den Grenzen eines einzigen Beatinungszyklus abläuft, und der Sauerstoffgehalt des wieder vereinigten Gasstroms bleibt gleichfalls ungeänderi.
, Beim erfindungsgemäßen System können das Beat inungsvolumen und der Sauerstoffgehalt des Beat mungsgases für den Patienten im wesentlichen konstant gehalten werden. Ferner ist es möglich, den den Vernebler betätigenden Gasdruck durch Ventile, die auf

in ein von dem Ventilator erzeugtes Atemzvklussigiul ansprechen, getrennt zu steuern. Außerdem kann cm Einheitsgasvolumen zeitweilig von dem Beatmungskreis während des Einatmungsvorganges abgezogen und daraufhin zwangsweise dein Kreis durch einen Verneb-

r, ler wieder zugeführt werden, um in dem gleichen Beatmungszyklus ein oder mehrere Medikamente zuzuführen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnuii.;

.'ti zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Medika mentenvernebler-Steucisystcms nach der Erfindung in Benutzung mit einem :neili/inisehen Ventilator des volumenbeschrankten I yps.

.'". Fig- eine andere Ausbildungsform eines eilin dungsgcmalk-n Steuersvsieins. bei dem ein Antt.il des Atemgases /.eitweihg von dem System abgezogen uiiil daraufhin durch einen Medikamentenvernebler in den Patienten - Dealimingski eis /ui lit kgelührt wird,

in F ig. i eine schein.!tische Darstellung einer bevor/iii: ten Ausführungsfoim tier Erfindung ähnlich I i g. 2. um zusätzlicher Sicuercinriihuing zur Überwachung Ji". Zeitablaufes für ilen Abziehvorgang eines Anteils <l,·, Beatmungsgases und tier Kiit kleitiing ties Gases im¹

ι. Medikamenten/ugabe /η dem Be.iimiingskreis wahrend dergleichen Einaimungszcil.

Fig.-J eine schematische Darstellung du- in F i j.· ! angedeuteten zusätzlichen Steuereinrichtung, und
Fig. ) ein Diagramm ties DriickabLiufs übe; der /eil

in in der Schaltung nach Fig. 4.

In tier in Fig. I dargestellten Ausführung der Erfindung wird das weiter unten beschriebene Verne blersystem '.iir Zugabe von Medikamenten in das Bcatmungsgas für den Patienten in Verwendung mil

r. einem medizinischen Ventilator 10 dargestellt, der von der in US-PS 38 31 >¹)) beschriebenen Art, ein rein pneumatisch betriebener Ventilator, sein kann. Ein voibestimmtes Gasvolumeii wild durch diesen Ventila tor über eine Bcutmungsscluluing 12, eine Verbindung

.(ι 16 dem Patientenadapter oder tier Beatmungsröhre Il zugeführt. Dieses Beatmiiiigsgas hat, je nach den Anforderungen, einen vorbestimmten Sauerstoffgehalt. Das Vcntilatorsystoni besitzt in der angezeigten Weise eine Sauerstoffvei soigung, durch tlie beispielsweise mn

">■. !,4") bar unter Druck gesetzter Sauerstoff zugeführt wird und stellt ilen Sauerstoffgehalt der Beaimungsluft entsprechend einer vorgegebenen Einstellung ein.

Mit dem Beatmungskreis 12 ist unmittelbar vor dein Patientenadapter 14 ein Medikamentenvernebler N

»in verbunden, tier direkt in den Beatmungskreis mündet, und nicht, wie in den gebräuchlichen Einrichtungen in Reihe mit der Heatmiingsleilung geschaltet ist. Vor der Einmündung des Verneblers ist in dem Beatmungskreis ein !'onventioneller I liter F und ein Befeuchter //

i.i enthalten, so daß das mit Medikamenten versehene Beatmungsgas direkt dem Patienten zugeführt wird.

Der Paticntcnadaptcr 14 ist an einer Verbindungsstelle 16 mit einer AusateinleituiiK 18 verbunden. Diese

Leitung steht während des Ausatemvorgangs zur Umgebung hin offen und wird während des Einatmens durch die Membran eines Ausatcmvcntils 20 vom bekannten Pilzlyp verschlossen. Der Ventilator 10 erzeugt ein Drucksignal während des Einatemvorgangs entsprechend dem eingestellten Einatem-Ausatem-Zyklus; dieses Signal wird über die Leitung 24 an das Ventil 20 weitergeleitet, so daß die Vcntilmcmbran während dieser Zeit in die gestrichelt angedeutete Stellung 22 gedehnt wird und die Ausatemleilung 18 verschließt. Auf diese Weise wird die Ausatcmleitung 18 während der Einatmung verschlossen, so daß sichergestellt ist, daß der Patient nur über den Bealinungskreis 12 Beatmungsgas erhält.

Wenn das vom Ventilator stammende Drucksigna! am Ende des Einatmungszeitraums unterbrochen wird fällt die Membran in die durchgezogen eingezeichnete Stellung zusammen, und der Patient kann durch die Ausatemleitung 18 frei ausatmen. Dieses Ventilatordrucksignal, hier »Ausatemventilsignal« genannt, steuert entweder direkt oder indirekt, je nach der Ausführungsform der Erfindung, den Betrieb des Ncblers in der nachfolgend beschriebenen Weise. Nach Γ ig. I wirkt das Ausatemventilsignal von Leitung 24 direkt durch die Leitung 26 und ein Umschaltventil 28 zur Steuerung eines fluidisch-pneumatischen Übergabevcntils 30, welches wiederum Druckgas an den Nebler weitergibt oder absperrt, wenn das Steuersignal anliegt oder nicht anliegt. Das Übergabeventil ist ein handelsübliches Gerät, das beispielsweise von der Firma Clippard Instrument Laboratories vertrieben wird.

Zur erleichterten Darstellung ist das Übergabeventil 30 in Fig. 1 schematisch als eine einfache Membrananordnung dargestellt, die eine eine Druckgasquclle mit dem Nebler verbindende Gasleitung durchschallet bzw. sperrt. Das Ventilgehäuse 32 ist durch eine flexible Teilungsmembran 38 in zwei Kammern 34 und 36 unterteilt. Die Kammer 34 ist mit der Leitung 26 für das ankommende Signal verbunden. Fin Ventilelement 40 in der Kammer 36 besitzt einen Gasdurchlaß 42, der an ■■,einen entgegengesetzt liegenden Enden offen ist und ist so mit der Membran 38 verbunden, daß es sich mit dieser bewegt. In der abgesenkten Stellung der Membran verbindet das Ventil die Sauerstoffdruckleitung 48 und die Druckübeitragungsleitung 50 zum Vernebler N dadurch miteinander, daß die mit diesen Leitungen verbundenen Röhren 44 bzw. 46 in Ausrichtung mit dem inneren Durchgang 42 des Vcntilelementes 40 kommen. Zur Begrenzung des Sauerstoffdruckes, der beispielsweise 3.45 bar beträgt, sind Druck- und Durchfluß-Steucrdrosseln 52 und 54 in die Verneblerdruckleitung 50 bzw. von ihr ins Freie führend angebracht, um den Druck im Vernebler auf 140 bis 200 Millibar (=2 bis 3 psi) abzusenken.

Der Vernebier oder Nebler N selbst, der das Medikament oder die Medikamentmischung enthält, kann ein Nebler der Induktionsart sein; beispielsweise kann ein Signal von Druckgas in eine Venturi-Düse od. dgl. gerichtet werden, so daß damit ein Mitreißen des Medikaments in den Luftstrahl induziert wird, in dem das Medikament vernebelt und mit dem Gas gemischt wird, wenn es den Nebler verläßt

Wenn in der Leitung 26 kein Drucksignal anlegt, z. B. während des Ausatemvorgangs, befindet sich das Übergabeventil 30 in seiner Sperrstellung wie dargestellt und es wird kein Druck zum Betrieb des Neblers übertragen. Während des Einatemvorgangs, wenn das Ausatemventilsignal in der Leitung 26 anliegt und auf

das Übergabeventil 30 übertragen wird, wird dageget unter Druck stehendes Gas dem Nebler zugeführt. Au diese Weise wird während des Einatmens ein Druck kreis zum Antrieb des Neblers und zur Einführung de> Medikamentes in den Bealinungskreis 12 betrieben. It diesem Betriebszustand wird der Vernebler wahrem der Gesamtlänge des Ausatemventilsignals, d. h. wäh rcnd des gesamten Einatemvorgangs betrieben, so daf das Gasvolumen und dessen Sauerstoffgehall, das den Patienten zugeführt wird, von der Länge dieses Signal« abhängt. Obwohl das Atemvolumen und scm Sauerstoff gehalt durch die Vorrichtung nach Fig. I nicht gaiu präzise reguliert werden, ergibt diese Belricbsar dennoch ein praktisches und sehr aufwendiges System das mit einem volumenbegrenzten medizinisches Ventilator der beschriebenen Art verwendet werdei kann.

In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Weiterentwicklung dei Erfindung schematisch dargestellt, bei der ein gegebe ner Anteil des Beatmungsgases zeitweilig von den Ventilatorsystem durch ein kolbenbetätigtes Balggerä 60 abgezogen und daraufhin unter Einfluß des Kolbendrucks durch den Nebler A/dem Bcatmungskrei" 12 wieder zugeführt wird. In dieser Ausführungsforn sind der Beatmungskreis 12 und die Ausatemventilsi gnal-Steuerung des Übergabeventils 30 gleichartig wi« in Fig. 1 ausgeführt. Das Kolben-Balggerät 60 win jedoch anstelle des Verneblers durch das Übergabeven til 30 direkt gesteuert. Zu diesem Zweck umfaßt da: Gerät 60 ein Gehäuse oder einen Rahmen 62, in dem eil Zylinder 63 mit einem einfach betätigten, federrückge führten Kolben 64 angebracht ist und in dem sich eir dehnbarer und zusammendrückbarer Balg 66 befindet Das eine Ende 67 des Balges ist an dem Gehäuse odci Rahmen des Gerätes angebracht, während das entge gengesetzt liegende Ende mit der Kolbenstange 68 de; Kolbens 64 verbunden ist. Die Druckseitc des Kolben: ist mit einer von dem Übergabeventil 30 herkommen den Druckleitung 70 verbunden, so daß der unter Druck stehende Sauerstoff in der gezeigten Weise zum Antrier. des Kolbens und zum Zusammendrücken des Balge; benutzt werden kann. Das Innere des Balges steht mi zwei Leitungen 72 und 74 in Verbindung, die da; Zuführen des Gases zu dem Balg bzw. das Austreiben des Gases in der nachfolgend beschriebenen Weise gestatten.

Der Kolben, der wie bereits erläutert, einen druckgesteuerten Arbeitshub aufweist, ist mit einem Federaufbau 76 in dem Zylinder 63 so verbunden, daß diese während des Druckarbeitshubs des Kolbens so gespannt wird, daß ihre gespeicherte Energie für den darauffolgenden Rückstellhub ausreicht, um sowohl den Kolben als auch den Balg nach Abschalten des Gasdrucks in Leitung 70 in die gezeichnete Ausgangsstellung zurückzuschieben. Um eine Einstellung des Gasvolumens im Balg 76 in der gezeigten, vol ausgedehnten Lage zu ermöglichen, kann die Verbin dung zwischen Kolbenstange 68 und Balg 66 durch eine Kupplung 69 einstellbar gemacht werden.

Die zu dem Balg hin bzw. von ihm wegführenden Leitungen 72 bzw. 74 weisen Rückschlagventile 78 bzw 80 auf und sind mit der Beatmungsleitung zwischen Filter F und Befeuchter H bzw. mit dem Neblei verbunden. Auf diese Weise wird ein Nebenschluß dei Beatmungsleitung zur Umgehung des Befeuchters f erzeugt, der so wirkt, daß während der Fedcrröckstel lung des Kolbens 64 und damit gleichzeitig erfolgendei Ausdehnung des Balges 66 Atemgas vom Vcntilatorsy

stem abgenommen und durch das Ventil 78 in den Balg gebracht wird; während des druckgesteuerten Arbeitshubes des Kolbens wird der Balg zusammengedrückt und das darin enthaltene Gas durch das Ventil 80 und den Nebler Nm den Beatmungskreis 12 zurückgeführt. ■-,

Dementsprechend wird bei Beendigung des Ausatemventilsignals in Leitung 26 am Ende der Einatmungszeit der Gasdruck, der auf den Kolben 64 einwirkt, durch das Übergabeventil 30 abgeschnitten und die gespannte Feder 76 kann den Kolben bei gleichzeitiger Ausdeh- ι ο nung des Balges zurückführen. Diese Ausdehnung des Balges zieht restliches Atemgas aus dem Sauerstoff-Sceuersystem des Ventilators 10 ab. Das abgezogene Atemgas verbleibt in dem Balg während der gesamten Abschaltzeit des Übergabeventils, d.h. bis ein neuer Einatemablauf beginnt; zu dieser Zeit liegt wieder ein Ausatemventilsignal an Linie 26 an und schaltet den Gasdruck durch das Übergabeventil auf den Kolben 64. Wenn der Kolben gegen die Federkraft den Balg zusammendrückt, wird der in dem Balg enthaltene Gasanteil durch das Ventil 80 und den Nebler N ausgedrückt und führt das Medikament in den Beatmungskreis ein.

Bei dieser Anordnung wird das Beatmungsgas nur am Ende der Einatmungszeit abgezogen und wird durch den Nebler am Anfang der nächsten Einatemzeit zugeführt. Dementsprechend verbleibt bei dieser Betriebsart der Sauerstoffanteil des Atemgases bei dem an dem Ventilator eingestellten Wert, das gesamte Atemgasvolumen wird jedoch um den bekannten jo zusätzlichen Volumenteil des Balges erhöht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig..?· dargestellt ist, sind Beatmungskreis, Kolben/Balggerät und die Nebleranordnung im wesentlichen gleich wie in Fig.2 und sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Ausatemventilsignal in Leitung 26 wird jedoch durch einen sogenannten »Einmalablauf«-(one-shot)-Schaltkreis 90 so abgewandelt oder programmiert, daß das Übergabeventil 30 auf besondere Weise gesteuert wird. Die Einmalablauf-Schaltung ist so ausgelegt, daß die Arbeitsweise des Übergabeventils 30 in der Weise abgeändert wird, daß das Kolben/Balggerät 60 einen Anteil des normalen Beatmungsvolumens von Beatmungsgas direkt aus dem Beatmungskreis abzieht und während des gleichen Beatmungsvorgangs durch den Nebler N an den Beatmungskreis 12 zurücklief ert

Eine Ausführungsform der pneumatischen Zeitsteuerungsschaltung ist schematisch in Fig.4 dargestellt Dieses System benutzt ein bekanntes fluidisches monostabiles Vibratorelement (one-shot-Element) in einer bekannten Ausführung. Die Ausatemventilsignalleitung 26 ist mit einem Membranventil 92 verbunden, das beispielsweise ein Gehäuse 94 umfaßt welches durch eine flexible Membrane 96 in zwei Kammern, nämlich sine Signaldruckkammer 97 und eine Ventilkammer 98 mit »Atemöffnungen« 100 zur Atmosphäre unterteilt ist Zwei pneumatische Leitungen 102 und 104 erstrecken sich in die Ventilkammer 98 und sind an einer Verbindung 106 mit offenem Ende miteinander verbunden. Das offene Ende der Verbindung bildet den Ventilsitz für die Membran 96 und liegt dem Mittelteil der Membran gegenüber. Wenn die Membran durch den Signaldruck in der Kammer 97 in der dargestellten Weise nach rechts ausgebogen wird, verschließt sie die Verbindungsöffnung so, daß die Leitungen 102 und 104 einen Teil einer geschlossenen pneumatischen Schaltung bilden, wie im folgenden beschrieben wird.

Die Drucksauerstoffquelle für das gesamte System wird auch für den Betrieb der Pneumatikschaltung 90 verwendet und der Druck von beispielsweise 3,45 bar wird durch eine Drosselstelle 108 auf etwa 200 mbar herabgesetzt, der in der Versorgungsleitung 110 herrscht.

Dieser herabgesetzte Druck wird einem fluidischen monostabilen Multivibrator 112 zugeführt, der mit zwei Ausgängen entweder zur Eingangsleitung 91 des Übergabeventils 30 (Fig.3) bzw. zu einer Atmosphären-Entlüftung 114 versehen ist. Die Hauptdruckleitung 110, die zu dem monostabilen Multivibrator 112 führt, ist gleichfalls an einer Verbindungsstelle 111 mit der durch das Membranventil 92 gesteuerten Leitung 102 verbunden, welche wiederum über das Ventil mit der Leitung 104 verbunden ist, welche zu dem monostabilen Multivibrator 112 führt. Die Leitung 104 ist über eine Leitung 116 mit einer Drossel 118 und von dort mit einer Zeitverzögerungskammer 120 verbunden, deren Ausgang wiederum mit der anderen Seite des monostabilen Multivibrators 112 über eine Leitung 122 in Verbindung steht. Der fluidische monostabile Vibrator 112 ist ein sogenanntes Wandstrahlelement, das auf dem »Koanda-Effekt« beruht.

Es folgt eine kurze Beschreibung der fluidischen Schaltung mit monostabilem Multivibrator nach F i g. 4. Wenn der Ventilator den Ausatemvorgang steuert, liegt ein Signal an der Ausgangsleitung 91 vom Multivibrator 112 an, das das Übergabeventil 30 betätigt und den Balg 66 im zusammengedrückten Zustand hält. Wenn ein Einatemvorgang beginnt, erscheint ein Ausatemventil-Drucksignal vom Ventilator in Leitung 26, die zum Membranventil 92 führt. Die Ventilmembran 96 wird durch den Druck nach Darstellung in F i g. 4 nach rechts ausgebogen und verschließt die Ventilöffnung der Leitungsverbindung 106 und ergibt so eine Nebenschlußleitung von der Hauptdruckleitung 110 an der Verbindung 111 über die Leitungen 102 und 104 bis zum Strömungssteuerbereich 113 des monostabilen Multivibrators 112. Die Zeitverzögerungskammer 120, die gleichfalls mit diesem Kreis an der Verbindungsstelle 117 verbunden ist, empfängt Gas durch die Leitung 116 und die Drosselstelle 118 mit einer vorbestimmten Rate, die den Druckaufbau in der Verzögerungskammer 120 begrenzt Damit wird ein Gasfluß aus dieser Kammer durch die Leitung 122 zum Strömungssteuerbereich 113 für eine kurze Zeitlänge verzögert Während dieses Druckaufbaus in der Verzögerungskammer herrscht der Gasstrom von Leitung 104 in dem Steuerbereich vor, so daß der Hauptstrom aus Leitung 110 nach rechts, d. h. zu der Atmosphärenlüftungsleitung 114 gelenkt wird. Dementsprechend liegt zeitweilig am Beginn des Einatemvorgangs kein Drucksignal an der Ausgangsleitung 91 an, die zum Übergabeventil 30 führt. Dieses Ventil befindet sich damit in der nichtbetätigten Abschaltstellung nach Fig.3, so daß der Arbeitsdruck für den Balgkolben 64 abgeschaltet ist und der Balg sich ausdehnen und Gas aus dem Beatmungskreis 12 abziehen kann, während die gespannte-Feder 76 den Kolben und damit den Balg in die Anfangslagen zurückführt So wird während des ersten Teils des Einatemvorgangs Gas aus dem Beatmungskreis in den Balg abgezogen.

Wenn der Druckunterschied der Leitungen 104 und 122, die sich im Steuerbereich des monostabilen Multivibrators 112 gegenüberliegen, zu Null wird, d.h. wenn die Leitungen im wesentlichen den gleichen Druck aufweisen, springt der monostabile Multivibrator wegen

seiner einseitigen Bevorzugung in seinem Strömungsverhalten so um, daß der Hauptstrom von Leitung 110 nach der linken Seite hin zum Ausgang 113a erfolgt, der zur Leitung 91 und damit zum Übergabeventil 30 führt.

Nach einem kurzen Zeitabschnitt im ersten Teil der Einatmungszeit läßt der Druckaufbau in der Verzögerungskammer 120 den Druck in der Ausgangsleitung 122 der Kammer so weit ansteigen, daß er wesentlich gleich dem Druck in Leitung 104 ist. Damit ist der Druckunterschied Null und der Gasstrom von Leitung 110 springt nach links und bleibt auf die Auslaßleitung 91 gerichtet, die zum Übergabeventil führt. Der sich ergebende Druck in Leitung 91 schaltet das Übergabeventil 30 so, daß der Gasdruckkreis 48, 50 zum Kolben-Balggerät hergestellt wird. Der nun durch das unter Druck stehende Gas angetriebene Kolben drückt den Balg so zusammen, daß das vorher von dem Beatmungskreis abgezogene Gas durch das Rückschlagventil 80, die Leitung 81 und den Nebler N in den Beatmungskreis eingeführt wird. Dieser Ablauf, d. h. die Wiedereinführung des nun mit einem Medikament vermischten abgezogenen Gases in den Beatmungskreis findet während einer kurzen Zeit im ersten Teil des Einatmungsvorgangs statt, wenn der Balg-Kolben unter dem vollen Quellendruck das Gas durch den Nebler Nin einem kurzen Hub ausdrückt. Der gesamte Ablauf des Gasabziehens und der Rückgabe des mit Medikamenten versehenen Gases an den Beatmungskreis ist deshalb innerhalb der Zeitgrenzen eines einzelnen Beatmungszyklus gelegen.

Während des Restes der Einatmungszeit und während der darauffolgenden Ausatemzeit wird der Balg durch den Kolbendruck so im zusammengedrückten Zustand gehalten, daß er am Anfang des nächsten Einatemabschnittes zum Abziehen von Gas aus dem Beatmungskreis bereit ist

Der Druckablauf über der Zeit ist graphisch in F i g. 5 dargestellt, wobei »Eingangssignal« den Druck des Ausatem-Ventilsignals S an dem Membranventil 92 bedeutet und zwar liegt dieser Ventildruck, wie gezeigt, während der Einatemzeit an. Als »Ausgangssignal« ist das an Leitung 91 anliegende Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 112 bezeichnet, und zwar ist der Zeitmaßstab der gleiche wie bei »Eingangssignal«. Das zweite Signal liegt nur während einer vergleichsweise kurzen Zeit At von beispielsweise 0,3 see an dem Balg-Kolben an und diese Zeit reicht aus, um den Kolben in der bezeichneten Weise vollständig zurückzuziehen. Dann wird wieder Druck angelegt und der Balg zusammengedrückt. Am Ende dieses Hubs wird der Balg während des gesamten Einatemvorgangs

ίο zusammengedrückt gehalten. Wenn das Ausatem-Ventilsignal am Beginn des Ausatemvorgangs aufhört, bleibt das von dem monostabilen Multivibrator abgegebene Signal am Auslaß 113a und der Leitung 91 aufrechterhalten und der Balg bleibt unter Kolbendruck

is zusammengedrückt und wird bis zum Beginn des nächsten Ausatem-Ventilsignals nicht gelöst.

Die Wirkungsweise des monostabilen Multivibrators kann wie folgt zusammengefaßt werden: während der Ausatmung, einer Zeit, in der kein Ausatem-Ventilsignal in Leitung 26 vorhanden ist, findet der Durchfluß durch den Multivibrator in normaler Weise längs des linken Durchtritts 113a in Leitung 91 statt, wodurch das Übergabeventil 30 in der Einschaltstellung gehalten wird, in de es den Kolben unter Druck hält und damit den Balg zusammendrückt.

Wenn die Einatmung beginnt, wird zunächst eine erste Stufe eingeleitet, in der das Membranventil 92 auf das Ausatem-Ventilsignal hin den Fluß durch den Multivibrator nach dem rechten Durchlaß 1136 und der Entlüftungsleitung 114 gehen läßt. Dadurch wird für eine kurze Zeit das Signal vom Übergabeventil 30 abgenommen, das dabei abschaltet und den Gasdruck vom Kolben 64 abnimmt. Der Kolben wird durch Federkraft zurückgeführt und der Balg ausgedehnt, so daß Gas aus dem Beatmungskreis abgezogen wird. Am Ende der Gasabzugszeit Δ t, wenn sich der Druck in der Zeitverzögerungskammer 120 aufgebaut hat, kehrt der Durchfluß im Multivibrator zum Ausgang 113a und zur Leitung 91 zum Übergabeventil 30 zurück. So wird das Ventil 30 wieder betätigt, der Kolben fährt seinen Arbeitshub ab und das abgezogene Gas wird aus dem Balg in die Beatmungsleitung eingedrückt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Steuersystem für Medikamentennebler mit einem pneumatisch betätigten medizinischen Ventilator des volumenbegrenzten Typs, der ein Drucksignal abgibt, das den Anfang der Einatemzeit angibt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Medikamentennebler (N) mit einer Beatmungsgasleitung (12) verbunden ist, die vom Ventilator zum Patienten führt,

b) die Druckgasquelle die Einführung des vernebelten Medikamentes in die Beatmungsleitung bewirkt und

c) eine pneumatische Steuereinrichtung vorgesehen ist, die auf das Drucksignal hin die Zugabe des unter Druck stehenden Gases zum Nebler dosiert.

2. Steuersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Steuereinrichtung ein Ventil (30) umfaßt, das durch das Drucksignal so gesteuert wird, daß es eine Druckgasquelle mit dem Nebler verbindet.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckga'"uelle im wesentlichen konstanten Druck aufweist, und daß das Steuerventil (30) auf das Drucksignal hin einen Betrieb des Neblers während der Einatmungszeit verursacht.

4. Steuersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Beatmungsleitimg (12) eine Adapterröhre (14) für den Patenten enthält, und daß der Nebler (N) mit der Bcatmungsleitung (12) in enger Nachbarschaft zur Adapterröhre (14) verbunden ist

5. .Steuersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine dehnbare und zusammendrückbar Kammer (66) durch gesonderte Gasleitungen (72, 74) mit dem Nebler (N) bzw. der Bealinungsleitung (12) vom Ventilator (10) verbunden ist, daß die Gasleitungen so gesteuert sind, daß bei einer Ausdehnung der Kammer Gas von der Beatmuiigsleitung in die Kammer gezogen wird, und daß bei Zusammendrücken der Kammer das abgezogene Gas ausgedrückt und unter Druck durch den Nebler der Beatmuiigsleitung zugeführt wird, wodurch das zugefiihrte Gas mit einem Medikament versehen wird, und daß die pneumatische Steuereinrichtung so ausgelegt ist, daß sie die Aufbringung von Gasdruck zum Zusammenpressen der Kammer steuert.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnbare und zusammendrückbar Kammer ein wirksam mit einem Kolben (64) verbundener Balg (66) ist, daß die Vei bindungsleitungen vom Balg zum Vernebler und zur Beatmungsleitung Rückschlagventile (78,80) enthalten, und daß die pneumatische Steuerung so ausgelegt ist, daß sie die Beaufschlagung des Kolbens mit Gasdruck steuert.

7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Kolben (64) und Balg (66) eine Einheit (60) bilden, mit Einschluß eines Federaufbaus (76), der so vorgespannt ist, daß ein Rückhub des Kolbens und eine Ausdehnung des Balges bei vom Kolben abgetrennten Gasdruck verursacht ist.

8. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Steuerein-

richtung während des anliegenden Drucksignals (S) den Kolben mit einer Druckgasquelle verbindet, um den Balg zusammenzudrücken, und daß die Kolben/ Balg-Feder (76) eine Ausdehnung des Balges verursacht, wenn der Gasdruck auf die Beendigung des Drucksignals (S)Wm vom Kolben abgetrennt ist.

9. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Steuereinrichtung ein erstes Ventil (92) enthält, das durch das Drucksignal (S) gesteuert ist, daß sie ein zweites Ventil (30) zur Verbindung einer Druckgasquelle mit dem Balg/Kolben (64) zum Zusammendrücken des Balges und eine Einmal-Ablauf-Pneunatikschaltung (90) enthält, welche eine Verbindung zwischen erstem und zweitem Ventil herstellt, wobei die einmal ablaufende Schaltung eine Einrichtung (120) zur Ablaufverzögerung für das zweite Ventil enthält, um eine Ausdehnung des Balges und ein Abziehen von Atemgas zu gestatten, daß das zweite Ventil (30) nach dem Ablauf eine Druckübergabe auf ilen Kolben bewirkt und ein Zusammendrucken des Kolbens und ein Ausdrücken des abgezogenen Gases zu dem Nebler hin verursacht.