DE19921917A1

DE19921917A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Veränderung der standardatmosphärischen Zusammensetzung der Atemluft mit Gasen oder Gasgemischen

Info

Publication number: DE19921917A1
Application number: DE19921917A
Authority: DE
Inventors: Michael Lerch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veränderung der standardatmosphärischen Zusammensetzung der Atemluft mit Gasen oder Gasgemischen, insbesondere durch Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff, wobei eine bedarfsorientierte Sauerstoffabgabe mittels eines Steuerelements, bestehend aus einer Steuerlogik mit angeschlossenem Ventil, über eine Dosiereinrichtung mit angeschlossener Applikatoreinrichtung geregelt wird. Das Steuerelement ist mit wenigstens einem Sensor verbunden, der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen ermittelt. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung findet Anwendung in Krankenhäusern oder krankenhausähnlichen Anlagen mit zentralen oder dezentralen Sauerstoffanlagen, bei mobilen Einzelgasversorgungen oder im häuslichen Bereich oder bei Sonderaufgaben mit begrenzter Sauerstofftransport- und Lagerfähigkeit, insbesondere bei Luft- und Raumfahrt, Bergbau, Feuerwehr und Rettungswesen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung der stan dardatmosphärischen Zusammensetzung der Atemluft mit Gasen oder Gasgemischen, insbesondere durch Anreicherung der Atem luft mit Sauerstoff, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt sind derzeit Verfahren, bei denen eine Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff über einfache Dosiereinrichtungen, im wesentlichen sogenannte Rotameter, erfolgt, bei denen die Durchflußmenge an Sauerstoff manuell eingestellt wird.

An die Dosiereinrichtung ist üblicherweise eine Befeuchtungs vorrichtung und eine Applikatoreinrichtung angeschlossen, in der sich der Sauerstoff mit der Atemluft vermischt.

Der Sauerstoff wird bei diesem Verfahren volumetrisch dosiert, wobei ein kontinuierlicher Gasfluß zur Applikatoreinrichtung erzeugt wird, was die Notwendigkeit einer Befeuchtung bedingt. Die Menge an Sauerstoff, die zur Anreicherung der Atemluft notwendig ist, wird empirisch und gewohnheitsmäßig festgelegt.

Wegen der Ungefährlichkeit erreichbarer Sauerstoffkonzentra tionen sind empirisch festgelegte Einstellwerte für die Anrei cherung der Atemluft mit Sauerstoff bei offenen Systemen von bis zu 12 l/min möglich und von 2-8 l/min üblich.

Der Nachteil an diesem Verfahren besteht darin, daß der größte Teil des zur Anreicherung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs wegen des kontinuierlichen Gasflusses und der wenig bedarfso rientierten Einstellung der Durchflußmenge ungenutzt an die Umwelt verloren geht. Bei kontinuierlich abgegebener Gasmenge wird der Verlust an ungenutztem Sauerstoff auf ca. 75% ge schätzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff zu schaffen, bei dem die Sauerstoffanreicherung in den Atemphasen stattfindet, in denen der Sauerstoff auch genutzt werden kann, und bei dem der tatsächliche Bedarf an Sauerstoff berücksichtigt wird. Ziel ist eine großflächige volkswirtschaftlich bedeutsame Einspa rung des Sauerstoffverbrauchs und der damit verbundenen Ko sten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch den Anschluß eines Steuerelementes an die Dosiereinrich tung, welches mit wenigstens einem Sensor verbunden ist, der in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen Meßwerte ermittelt, wird erreicht, daß basierend auf diesen Meßwerten eine bedarfsorientierte Sauerstoffabgabe bezüglich Abgabefreischaltung, manueller oder automatischer Mengendosierung und Zeitpunkt erfolgt. Dieses verhindert eine kontinuierliche Abgabe großer Sauerstoffmengen, wodurch eine signifikante Einsparung des Sauerstoffverbrauchs und der damit verbundenen Kosten erreicht wird.

Ein Vorteil besteht darin, daß durch die Reduktion der Gesamt menge an trockenem Gas das Weglassen der mikrobiologisch be denklichen Befeuchtung möglich und sinnvoll ist. Deren Weiter benutzung bleibt möglich. Das Weglassen ergibt eine weitere bedeutsame gasunabhängige Einsparung an Einmalmaterial und der damit verbundenen Kosten.

Durch die Verwendung von Sensoren, die Meßwerte in Abhängig keit von Sauerstoffversorgungsparametern liefern, wird er reicht, daß Sauerstoff nur dann dem Atmenden zugeführt wird, wenn dieses notwendig, sinnvoll und physiologisch effektiv erscheint. Außerdem wird nur die Menge an Sauerstoff der Atem luft zugeführt, die der Atmende auch tatsächlich benötigt oder die sinnvoll und physiologisch effektiv erscheint. Die Sauer stoffabgabe wird dabei vom Steuerelement geregelt.

Durch die Verwendung von Sensoren, die Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen liefern, wird erreicht, daß Sauerstoff nur in den Atemphasen abgegeben wird, in denen eine Aufnahme von Sauerstoff überhaupt möglich oder die Abgabe atemphysiologisch sinnvoll ist. So wird eine optimale Flußdauer mit Start kurz vor Beginn der Einatmung, in der letzten Ausatmungspausenzeit, nämlich zur Kohlendioxidausspülung, und während der Einatmung erreicht.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Durchflußmenge, die sich aus Meßwerten ergibt, die mittels wenigstens eines Sensors in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ermittelt werden, über eine an der Dosiereinrichtung vorhandene Ein stellvorrichtung mit Anzeige vorgegeben wird.

Dadurch wird erreicht, daß basierend auf diesen Meßwerten eine bedarfsorientierte Sauerstoffabgabe bezüglich manueller Men gendosierung erfolgt, wobei eine Abgabe großer Sauerstoffmen gen verhindert wird.

Außerdem ist es möglich, daß die Sauerstoffversorgungsparame ter über die Sauerstoffsättigung im Blut ermittelt werden.

Dadurch wird erreicht, daß - basierend auf der Auswertung des Meßwertes für die Sauerstoffsättigung des Blutes - eine be darfsorientierte Sauerstoffanreicherung der Atemluft durch das Steuerelement erfolgt. Die Sauerstoffsättigung des Blutes ist ein anerkannter Parameter, um die Sauerstoffversorgung und mithin eine mögliche Unterversorgung festzustellen.

Weiterhin ist es möglich, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für die Sauerstoffsättigung im Blut die Atem luft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Über schreiten eines Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff beendet wird.

Dieses ermöglicht eine sehr genaue Mengenbegrenzung des zur Anreicherung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs. Es wird nur dann Sauerstoff an die Atemluft abgegeben, wenn dieses sinn voll und notwendig ist.

Ferner ist vorgesehen, daß die Sauerstoffversorgungsparameter über die Sauerstoffkonzentration bzw. die Veränderung der Sau erstoffkonzentration in der Atemluft ermittelt werden.

Dadurch wird erreicht, daß eine bedarfsorientierte Sauerstof fanreicherung der Atemluft basierend auf der Auswertung des Meßwertes für die Sauerstoffkonzentration bzw. die Veränderung der Sauerstoffkonzentration in der Atemluft erfolgt. Durch die Messung der Sauerstoffkonzentration, die beim Ausatmen gerin ger ausfällt als beim Einatmen, kann relativ genau gesagt wer den, ob eine Anreicherung der Atemluft einen positiven Effekt hat und wie groß die Sauerstoffkonzentration zur Anreicherung der Atemluft gewählt werden muß.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes für das bewertete Verhältnis Sauerstoffkon zentration beim Einatmen zu Sauerstoffkonzentration beim Ausatmen die Atemluft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff beendet wird.

Ein Überschreiten des Schwellenwertes bedeutet, daß eine Abga be von Sauerstoff effektiv oder nötig ist, während bei einem Unterschreiten des Schwellenwertes eine Abgabe von Sauerstoff als ineffektiv und unnötig einstuft wird. Dieses ermöglicht eine sehr genaue Mengenbegrenzung des zur Anreicherung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs. Es wird nur dann Sauerstoff an die Atemluft abgegeben, wenn dieses sinnvoll und notwendig ist.

Außerdem ist es möglich, die Sauerstoffversorgungsparameter über die Kohlendioxidkonzentration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft zu ermitteln.

Auch hier wird erreicht, daß eine bedarfsorientierte Sauer stoffanreicherung der Atemluft basierend auf der Auswertung des Meßwertes für die Kohlendioxidkonzentration bzw. die Ver änderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft er folgt. Durch die Messung und anschließende Bewertung der Koh lendioxidkonzentration, die beim Ausatmen höher ausfällt als beim Einatmen, kann gesagt werden, ob eine Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff zu einer Sauerstoffverwertung im Kör per führt, und wie groß die Sauerstoffflußeinstellung zur An reicherung der Atemluft gewählt werden muß.

Weiterhin ist vorgesehen, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für die Kohlendioxidkonzentration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkonzentration die Atemluft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff beendet wird.

Dieses ermöglicht eine sehr genaue Dosierung des zur Anreiche rung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs. Es wird nur dann Sauerstoff an die Atemluft abgegeben, wenn dieses sinnvoll und notwendig ist.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Sauerstoffversorgungspa rameter über den Sauerstoffpartialdruck im Blut ermittelt wer den.

Durch diese Weiterbildung wird erreicht, daß basierend auf der Auswertung des Meßwertes für den Sauerstoffpartialdruck im Blut - eine Sauerstoffanreicherung der Atemluft dem wirklichen Bedarf angepaßt wird. Der Sauerstoffpartialdruck des Blutes ist ein anerkannter und atemphysiologisch eindeutiger Parame ter die Sauerstoffversorgung und mithin eine Möglichkeit, Un terversorgung, als Hypoxie bezeichnet, festzustellen.

Des weiteren ist vorgesehen, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für den Sauerstoffpartialdruck im Blut die Atemluft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Über schreiten eines Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff beendet wird.

Dieses ermöglicht eine bedarfsorientierte Dosierung des zur Anreicherung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs. Es wird nur dann Sauerstoff an die Atemluft abgegeben, wenn dieses sinn voll und notwendig ist.

Ferner ist die Ermittlung der Sauerstoffversorgungsparameter über die Sauerstoffsättigung im Blut in Kombination mit dem Kohlendioxidgehalt im Blut möglich.

Durch die Kombination dieser zwei Meßmethoden wird erreicht, daß eine noch genauere Bestimmung des tatsächlichen Sauer stoffbedarfs möglich ist. Eine bedarfsorientierte Sauerstof fanreicherung der Atemluft wird auf die Auswertung des Meßwer tes für die Sauerstoffsättigung im Blut in Kombination mit dem Kohlendioxidgehalt im Blut gestützt.

Weiterhin ist es möglich, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für die Sauerstoffsättigung im Blut in Kombi nation mit dem Überschreiten eines Schwellenwertes für den Kohlendioxidgehalt im Blut die Atemluft mit Sauerstoff ange reichert wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwer tes für die Sauerstoffsättigung im Blut in Kombination mit dem Unterschreiten eines Schwellenwertes für den Kohlendioxidge halt im Blut die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff be endet wird.

Dieses ermöglicht eine sinnvolle Dosierung des zur Anreiche rung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs. Es wird nur dann Sauerstoff an die Atemluft abgegeben, wenn dieses notwendig ist.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Atemluft nur in den Atemphasen 'späte Phase der Ausatmung oder direkt nach dem Ausatmen' und/oder 'während des Einatmens' oder 'bestimmten Phasen des Einatmens' mit Sauerstoff angereichert wird.

Dadurch wird erreicht, daß die Sauerstoffabgabe auf die Phasen des Atmens begrenzt wird, in denen eine Aufnahme von Sauer stoff überhaupt möglich oder atemphysiologisch sinnvoll ist. Durch die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff in der Atempause, also in der späten Phase der Ausatmung oder direkt nach dem Ausatmen, wird ausgeatmetes Kohlendioxid ausgespült und eine effektivere Sauerstoffaufnahme beim Einatmen durch erhöhte Konzentration an Sauerstoff in der initial höchsten Volumenverschiebungsphase erreicht. Im Gegensatz dazu wird bei kontinuierlicher Gasabgabe am Beginn des Einatmens, der Zeit der besten Sauerstoffausnutzung, eine geringe Sauerstoffkon zentration durch starke Vermischung mit der anfänglich großen Umgebungsluftmenge, die nur eine Konzentration von ca. 21% Sauerstoff hat, erreicht. Zugrunde liegt das Mißverhältnis zwischen kontinuierlichen Sauerstofffluß und dezeleriertem Inspirationsfluß. Am Ende des Einatmens, der Phase schlechter Sauerstoffausnutzung, ist der Sauerstoffanteil in der Atemluft durch geringere Vermischung ungenutzt hoch.

Weiterbildungen sehen vor, daß die Atemphasen über die Strö mung bzw. die Veränderung der Strömung der Atemluft, über den durch die Atemluft hervorgerufenen Druck bzw. die Veränderung des Druckes beim Ein- und Ausatmen, über die Temperatur bzw. die Veränderung der Temperatur der Atemluft, über die Kohlen dioxidkonzentration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkon zentration in der Atemluft, über die Sauerstoffkonzentration bzw. die Veränderung der Sauerstoffkonzentration in der Atem luft, über die Luftfeuchtigkeit bzw. die Veränderung der Luft feuchtigkeit der Atemluft, über die Muskel- und Nervenaktivi tät des Atmenden beim Ein- und Ausatmen oder über den Be triebszustand der Ventile einer Mundnasen- oder Nasenmaske beim Ein- und Ausatmen ermittelt werden.

Dadurch wird erreicht, daß die Atemphasen sehr genau bestimmt werden, so daß eine Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff genau auf die Atemphasen abgestimmt werden kann, in denen die Aufnahme von Sauerstoff möglich und effizient ist.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Anreiche rung der Atemluft mit Sauerstoff nach dem Oberbegriff des An spruchs 21.

Bekannt sind derzeit Vorrichtungen zur Veränderung der stan dardatmosphärischen Zusammensetzung der Atemluft mit Gasen oder Gasgemischen, insbesondere durch Anreicherung der Atem luft mit Sauerstoff, die aus einer Sauerstoffzuleitung, einer einfachen Dosiereinrichtung, einer Befeuchtungseinrichtung und einer daran angeschlossenen Applikatoreinrichtung bestehen. Als Dosiereinrichtung werden allgemein sogenannte Rotameter verwendet, bei denen eine Anreicherung der Atemluft mit Sauer stoff volumetrisch durch Einstellung der Durchflußrate in l/min erfolgt.

Der Nachteil besteht darin, daß Sauerstoff kontinuierlich der Atemluft zugeführt wird, also auch dann, wenn eine Aufnahme des Sauerstoffs nicht möglich ist, z. B. beim Ausatmen. Dieses hat einen erhöhten Sauerstoffverbrauch bei der Anreicherung der Atemluft zufolge, da der größte Teil des zur Anreicherung der Atemluft abgegebenen Sauerstoffs ungenutzt an die Umwelt verloren geht. Außerdem wird die Menge des abgegebenen Sauer stoffes empirisch festgelegt und eingestellt.

Als Applikatoreinrichtung werden handelsübliche Mundnasen- und Nasenmasken, auch in einer speziellen Ausführung mit Reservoir und Ventilen, Nasenbrillen, künstliche Nasen, offene Ver neblersysteme und Nasensonden verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff zu schaffen, bei der die Sauerstoffanreicherung nur in den Atemphasen stattfindet, in denen der Sauerstoff auch tatsächlich aufgenommen werden kann, und bei dem der tatsächliche Bedarf des Atmenden an Sau erstoff berücksichtigt wird. Ziel ist eine großflächige volks wirtschaftlich bedeutsame Einsparung des Sauerstoffverbrauchs und der damit verbundenen Kosten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch das Steuerelement, das mit wenigstens einem Sensor und der Dosiereinrichtung verbunden ist, wird erreicht, daß eine bedarfsorientierte regelbare Sauerstoffabgabe über die Do siereinrichtung möglich ist. Der Sensor ermittelt dazu Meßwer te in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen, welche der genauen manuellen oder automa tischen Dosierung von Sauerstoff bezüglich Menge und Zeitpunkt dienen. Dieses verhindert eine kontinuierliche Abgabe großer Sauerstoffmengen, wodurch eine signifikante Einsparung des Sauerstoffverbrauchs und der damit verbundenen Kosten erreicht wird.

Ein Vorteil besteht darin, daß durch die Reduktion der Gesamt menge an trockenem Gas das Weglassen der mikrobiologisch be denklichen Befeuchtung möglich und sinnvoll ist. Dieses bedeu tet außerdem eine zusätzliche Einsparung an Einmalbefeuchter systemen und der damit verbundenen Kosten.

Durch die Verwendung von Sensoren, die Meßwerte in Abhängig keit von Sauerstoffversorgungsparametern liefern, wird er reicht, daß Sauerstoff nur dann dem Atmenden zugeführt wird, wenn dieses notwendig, sinnvoll und physiologisch effektiv erscheint. Außerdem wird nur die Menge an Sauerstoff der Atem luft zugeführt wird, die der Atmende auch tatsächlich benö tigt. Nur scheinbare und damit trügerische Therapieeffekte mit irrelevantem Sicherheitsgefühl werden verhindert. Durch Dar stellen dieses Zustandes wird die Therapiesicherheit erhöht. Die Notwendigkeit des Überganges auf andere Therapiemaßnahmen wird in "real-time" erkennbar.

Durch die Verwendung von Sensoren, die Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen liefern, wird erreicht, daß Sauerstoff nur in den Phasen des Atmens an die Atemluft abgegeben wird, in denen eine Aufnahme überhaupt möglich und effizient ist.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparame tern ein Sauerstoffsättigungs (SaO₂)-Sensor ist.

Dadurch wird erreicht, daß eine genaue Bestimmung der Sauer stoffsättigung im Blut möglich ist. Die daraus resultierenden Meßwerte dienen der bedarfsorientierten Einstellung der Sau erstoffzufuhr.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sensor ist, der die Sauerstoffkonzentration bzw. die Ver änderung der Sauerstoffkonzentration in der Atemluft erfaßt.

Dadurch wird erreicht, daß eine genaue Bestimmung der Sauer stoffkonzentration bzw. die Veränderung der Sauerstoffkonzen tration in der Atemluft möglich ist. Die daraus resultieren den Meßwerte werden dann zur Einstellung der individuell not wendigen Sauerstoffzufuhr verwendet.

Außerdem ist es möglich, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sensor ist, der die Kohlendioxidkonzentration bzw. die Veränderung des Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft er faßt.

Dadurch wird erreicht, daß eine genaue Bestimmung der Kohlen dioxidkonzentration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkon zentration in der Atemluft möglich ist. Die daraus resultie renden Meßwerte dienen der bedarfsorientierten Einstellung der Sauerstoffzufuhr über das Steuerelement.

Ferner ist vorgesehen, daß der Sensor zur Ermittlung der Meß werte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sensor ist, der den Sauerstoffpartialdruck im Blut des Atmen den erfaßt.

Dadurch wird erreicht, daß eine genaue Bestimmung des Sauer stoffpartialdrucks im Blut möglich ist. Die daraus resultie renden Meßwerte dienen der bedarfsorientierten Einstellung der Sauerstoffzufuhr.

Außerdem ist es möglich, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern eine Kombination aus Sauerstoffsättigungs (SaO₂)-Sensor und Kohlendioxidgehalt-Sensor ist.

Dadurch wird erreicht, daß eine genaue Bestimmung der Sauer stoffsättigung und der Kohlendioxidgehalt im Blut möglich ist. Die aus der Kombination resultierenden Meßwerte dienen der bedarfsorientierten Einstellung der Sauerstoffzufuhr über das Steuerelement.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß der Sensor zur Ermitt lung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor, insbesondere ein Hitzdraht-Anemometer, ist, der die Strömung bzw. die Veränderung der Strömung der Atemluft erfaßt.

Dadurch wird erreicht, daß die Atemphasen sehr genau bestimmt werden können. Es ist dann möglich, die Sauerstoffzufuhr nur auf die Phasen des Atmens zu begrenzen, in der eine Aufnahme von Sauerstoff überhaupt möglich oder die Abgabe atemphysio logisch sinnvoll ist.

Weiterhin ist es möglich, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor, insbeson dere ein Thermistor, ein Thermo-Bimetall oder Thermoelement, ist, der die Temperatur bzw. die Veränderung der Temperatur der Atemluft erfaßt.

Auch hier wird eine genaue Bestimmung der Atemphasen er reicht. Die Sauerstoffzufuhr wird auf die Phasen des Atmens begrenzt, in der eine Aufnahme von Sauerstoff überhaupt mög lich oder die Abgabe atemphysiologisch sinnvoll ist.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor ist, der die Kohlendioxidkonzentration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft erfaßt.

Dadurch wird erreicht, daß die Atemphasen sehr genau bestimmt werden können. Es ist dann möglich, die Sauerstoffzufuhr nur auf die Phasen des Atmens zu begrenzen, in der eine Aufnahme von Sauerstoff überhaupt möglich oder die Abgabe atemphysiolo gisch sinnvoll ist.

Außerdem ist es möglich, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor ist, der den Druck bzw. die Veränderung des Druckes beim Ein- und Aus atmen unter Ausnutzung des Venturi-Effektes erfaßt.

Ferner besteht die Möglichkeit, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor, insbe sondere ein Hygrometer oder ein Psychrometer ist, der die Luftfeuchtigkeit bzw. die Veränderung der Luftfeuchtigkeit der Atemluft erfaßt.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor ist, der die Muskel- und Nervenaktivität beim Ein- und Ausatmen erfaßt.

Dadurch wird erreicht, daß die Atemphasen sehr genau bestimmt werden können. Es ist dann möglich, die Sauerstoffzufuhr nur auf die Phasen des Atmens zu begrenzen, in der eine Aufnahme von Sauerstoff überhaupt möglich ist.

Außerdem ist es möglich, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen ein Sensor, insbeson dere ein Mikroschalter ist, der den Betriebszustand der Venti le einer Mundnasen- oder Nasenmaske beim Ein- und Ausatmen erfaßt.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß das Steuerelement aus einer Steuerlogik und einem Ventil zur Unterbrechung der Sauer stoffzufuhr besteht.

Die Steuerlogik dient dazu, zunächst die von wenigstens einem Sensor in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen ermittelten Meßwerte auszuwerten. Dann regelt die Steuerlogik anhand der Meßwerte bzw. der darauf basierenden Auswertung die Steuerung des Ventils und zeigt die Meßwerte und Berechnungen auf einer Anzeigeeinrichtung an.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das Steuerelement über eine Eingabevorrichtung programmierbar ist.

Dadurch wird erreicht, daß die von wenigstens einem Sensor in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen ermittelten Meßwerte über nachfolgende Berechnun gen automatisch ausgewertet werden können, und daraus resul tierend die Sauerstoffanreicherung der Atemluft noch genauer und effizienter dem tatsächlichen Bedarf angepaßt werden kann.

Außerdem ist vorgesehen, daß das Steuerelement mit einem An zeigegerät verbunden ist.

Dadurch wird erreicht, daß Meßwerte und Auswertungen zugäng lich sind und der empirischen Entscheidung des Nutzers zur gewünschten, und bezogen auf den Zustand des Probanden, sinn vollen Sauerstoffanreicherung durch Einstellung eines Vorga bewertes dienen.

Ferner ist es möglich, daß bei Abweichungen der vom Sensor erfaßten Meßwerte von vorgegebenen Sollwerten automatisch ei ne akustische oder visuelle Alarmierung über eine Alarmie rungseinrichtung erfolgt.

Dadurch wird erreicht, daß die medizinische Versorgung von Probanden gerade bei lebensbedrohlichen Abweichungen der Meß werte von Normwerten sichergestellt ist. Besonders wichtig sind in diesem Fall die Werte für Atemfrequenz, Atemzeitver hältnisse und Sauerstoffsättigung des Blutes, die bei dieser Art der Anwendung wegen des bisher hohen Aufwandes kaum er faßt und kontrolliert wurden.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß bei Abweichungen der vom Sensor erfaßten Meßwerte von vorgegebenen Sollwerten automa tisch eine Alarmierung über vorhandene zentrale Alarmsysteme erfolgt.

Auch wird die medizinische Versorgung von Probanden gerade bei lebensbedrohlichen Abweichungen der Meßwerte von Normwer ten sichergestellt.

Außerdem ist es möglich, daß aus den vom Sensor erfaßten Meß werten und den daraus resultierenden Berechnungen ein Monito ring des Atmenden automatisch durchführbar, an zentrale Alarmvorrichtungen ankoppelbar und weiterleitbar ist.

Durch die automatische Erfassung, Auswertung, Prüfung und Überwachung der Meßwerte, auch über einen längeren Zeitraum, wird eine sehr gute medizinischen Versorgung des Probanden erreicht.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß an der Applikatoreinrichtung eine Aufnahmevorrichtung für wenigstens einen Sensor ange bracht ist.

Dadurch wird erreicht, das der Sensor Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen ermit telt.

Außerdem ist vorgesehen, daß die Applikatoreinrichtung eine Mundnasen- oder Nasenmaske darstellt, die aus einem Maskenkör per und aufgesetztem Reservoir mit Gaszuleitung, einem Ventil zwischen Reservoir und Maskenkörper sowie zwei Ventilen zwi schen Maskenkörper und Umgebungsatmosphäre besteht, wobei am Maskenkörper ein Mikroschalter angebracht ist, der an einem Ventil zur Umgebungsatmosphäre gekoppelt zum einen als Sensor die Atemphasen ermittelt und zum anderen als Steuerelement den Betriebszustand des Ventils regelt.

Durch die Bestimmung der Atemphasen mittels des Mikroschalters wird erreicht, daß der Sauerstofffluß während der Ausatmungs phase über das Steuerelement und/oder angeschlossener Do siereinrichtung begrenzt wird. Dabei wird das Reservoir mit Sauerstoff gefüllt, was zu einer besonders einfachen Steuerung der Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff führt, nämlich durch Bereitstellung der gesamten Anreicherungsmenge eines Atemzuges vor Beginn des Einatmens bei effektivster Sauerstof fausnutzung.

Außerdem ist vorgesehen, daß weitere Mikroschalter an den Ven tilen der Mundnasen- oder Nasenmaske angebracht sind.

Dadurch wird eine noch effizientere bedarfsorientierte Sauer stoffanreicherung erreicht.

Weiterbildungen sehen vor, daß das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße Vorrichtung in Krankenhäusern oder krankenhausähnlichen Anlagen mit zentralen oder dezentralen Sauerstoffanlagen, bei mobilen Einzelgasversorgungen oder im häuslichen Bereich oder bei Sonderaufgaben mit begrenzter Sau erstofftransport- und Lagerfähigkeit, insbesondere bei Luft- und Raumfahrt, Bergbau, Feuerwehr und Rettungswesen etc., an gewendet wird.

Dadurch findet das erfindungsgemäße Verfahren breite Anwendung in all den Bereichen, in denen eine Sauerstoffanreicherung der Atemluft zur Gesunderhaltung des Probanden sinnvoll und not wendig ist und führt damit ohne Leistungsverlust bei sogar atemphysiologischer Effektivitätssteigerung zu volkswirt schaftlich bedeutsamen Einsparungen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfin dungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfin dungsgemäßen Mundnasen- oder Nasenmaske mit Reservoir.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Verfahren bzw. die schematisch dargestellte Vorrichtung zur Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff umfaßt ein Steuerelement 14 bestehend aus einer Steuerlogik 24 und einem daran angeschlossenen Ven til 28, eine Sauerstoffzuleitung 26, eine Dosiereinrichtung 10 mit Einstellvorrichtung 20 und Anzeige 22, eine Applikatorein richtung 12 mit Sensoraufnahmevorrichtung 38 und wenigstens einen Sensor 16, der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoff versorgungsparametern ermittelt und/oder wenigstens einen Sen sor 18, der Meßwerte in Abhängigkeit von Atemphasen übermit telt. Ferner ist eine Anzeigeeinrichtung 32 mit Alarmierungs vorrichtung 34 und Anschluß an zentrale Alarmsysteme 36 an die Steuerlogik 24 angeschlossen.

Bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand wird Sauerstoff aus einer Sauerstoffzuleitung 26 über das Ventil 28 und über die Do siereinrichtung 10 der Applikatoreinrichtung 12 zugeführt.

Der Zeitpunkt und die Menge des zur Applikatoreinrichtung 12 strömenden Sauerstoffs läßt sich über das Ventil 28 regeln, das mit der Steuerlogik 24 verbunden ist.

Über die Dosiereinrichtung 10 ist außerdem die Durchflußmenge des Sauerstoffs über eine Einstelleinrichtung 20 manuell oder automatisch über die Steuerlogik 24 steuerbar. Die eingestell te Durchflußmenge an Sauerstoff wird auf einem Anzeigegerät 22 der Dosiereinrichtung 10 angezeigt.

Zur Steuerung des Ventils 28 über die Steuerlogik 24 dienen Meßwerte und darauf basierende Berechnungen, die mittels we nigstens eines Sensors 16; 18 ermittelt werden. Die Sensoren untergliedern sich in Sensoren 18, die Atemphasen erfassen, und Sensoren 16, die Sauerstoffversorgungsparameter erfassen.

Die Steuerlogik 24 regelt basierend auf der Bestimmung der Atemphasen das Öffnen und Schließen des Ventils 28. Geöffnet wird das Ventil 28 dabei in der letzten Phase der Ausatmung, als deren Endteile - exspiratorische Pause - bezeichnet, oder direkt nach dem Ausatmen, um ausgeatmetes Kohlendioxid auszu spülen, und/oder in der Phase des Einatmens oder in bestimmten Phasen des Einatmens. In der längsten Phase der Ausatmung bleibt das Ventil 28 geschlossen. Ohne die Sauerstoffanreiche rung der Atemluft einzuschränken, werden dadurch große Mengen an sonst unnötig an die Umwelt abgegebenen Sauerstoffs einge spart. Atemphysiologisch werden, bezogen auf die Sauerstof faufnahme, hochwirksame Atemphasen mit höheren Sauerstoffkon zentrationen als bei kontinuierlichem Sauerstofffluß versorgt. Dies führt bei insgesamt deutlicher Sauerstoffeinsparung, näm lich bis zu 80%, zu mindestens gleicher oder sogar zu einer höheren Sauerstoffaufnahme.

Die Steuerlogik 24 regelt basierend auf der Bestimmung der Sauerstoffversorgung des Probanden ebenfalls das Öffnen und Schließen des Ventils 28. Zu diesem Zweck läßt sich die Steu erlogik 24 über eine Eingabevorrichtung 30 programmieren. So können Schwellenwerte für die Sauerstoffversorgungsparameter vorgegeben werden, bei deren Unter- bzw. Überschreiten die Steuerlogik 24 das Ventil 28 schließt oder öffnet.

Weiterhin können die Meßwerte und die darauf basierenden Be rechnungen und Auswertungen auf eine Anzeigeeinrichtung 32 übertragen werden. Ein Überschreiten oder Unterschreiten von kritischen Meßwerten kann über eine Alarmierungsvorrichtung 34 akustisch oder visuell angezeigt und auf ein zentrales Alarm system übertragen werden.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Mundnasen- oder Nasen maske besteht aus einem Maskenkörper 40 mit aufgesetztem Re servoir 42 mit Gaszuleitung 44, einem Ventil 50 zwischen Re servoir 42 und Maskenkörper 40 sowie zwei Ventilen 48; 52 zwi schen Maskenkörper 40 und Umgebungsatmosphäre 54, wobei am Maskenkörper 40 ein Mikroschalter 46 angebracht ist, der an einem Ventil 48 zur Umgebungsatmosphäre gekoppelt zum einen als Sensor 16 die Atemphasen ermittelt und zum anderen als Steuerelement den Betriebszustand des Ventils 48 regelt.

Bei Beginn des Ausatmens wird das Ventil 48 geöffnet. Der daran befindliche Mikroschalter 46 öffnet über die Steuerlo gik 24 das Ventil 28 und füllt das Reservoir 42 mit dem Gas gemisch. Das Ventil bleibt für eine vorgegebene Zeit geöff net. Dadurch wird ein unterschiedlicher Füllungsgrad gewähr leistet. Während des Ausatmens ist das am Reservoir 42 ange schlossene Ventil 50 mit Flußrichtung zum Patienten hin ge schlossen, so daß das Gas nicht vorzeitig und ungenutzt aus strömen kann. Mit Beginn des Einatmens öffnet zuerst das Ven til 50 wegen geringeren Öffnungswiderstandes gegenüber dem Einatmungsventil 52. Nach Entleerung des Reservoirs 42 öffnet verzögert das Ventil 52 und gibt nachfolgend Raumluft zum Einatmen frei. Damit ist gewährleistet, daß der hochkonzen trierte Sauerstoff weniger verdünnt als bei kontinuierlichem Fluß in die tiefen Lungenabschnitte gelangt, um atemphysiolo gisch besonders wirksam zu sein.

Die Maske ist sowohl als Mundnasenmaske mit Mundabdeckung 56, und als reine Nasenmaske ausführbar.

Zur Verbesserung der Steuerung und erweitertem Atmungsmonito ring können zusätzliche Schalter an den Ventilen 50 und 52 dienen.

Claims

1. Verfahren zur Veränderung der standardatmosphärischen Zusammensetzung der Atemluft mit Gasen oder Gasgemischen, insbesondere durch Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff, über eine Dosiereinrichtung (10) mit angeschlossener Applika toreinrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, daß mittels ei nes an die Dosiereinrichtung (10) angeschlossenen Steuerele mentes (14) eine bedarfsorientierte Sauerstoffabgabe über die Dosiereinrichtung (10) geregelt wird, wobei sich der Zeit punkt und die Menge der Dosierung aus Meßwerten ergibt, die mittels wenigstens eines Sensors (16; 18) in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern und/oder Atemphasen ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge, die sich aus Meßwerten ergibt, die mit tels wenigstens eines Sensors (16) in Abhängigkeit von Sauer stoffversorgungsparametern ermittelt werden, über eine an der Dosiereinrichtung (10) vorhandenen Einstellvorrichtung (20) mit Anzeige (22) manuell eingestellt oder automatisch über die Steuerlogik (24) des Steuerelementes (14) vorgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sauerstoffversorgungsparameter über die Sauer stoffsättigung im Blut ermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für die Sauerstoff sättigung im Blut die Atemluft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sau erstoff beendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sauerstoffversorgungsparameter über die Sauer stoffkonzentration bzw. die Veränderung der Sauerstoffkonzen tration in der Atemluft mit und ohne Bewertung ermittelt wer den.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten eines be- oder unbewerteten Schwellenwer tes für das Verhältnis 'Sauerstoffkonzentration beim Einat men' zu 'Sauerstoffkonzentration beim Ausatmen' die Atemluft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Unterschreiten eines be- oder unbewerteten Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff been det wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sauerstoffversorgungsparameter über die be- oder unbewertete Kohlendioxidkonzentration bzw. die be- oder unbewertete Veränderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft ermittelt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten eines be- oder unbewerteten Schwellen wertes für die Kohlendioxidkonzentration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkonzentration die Atemluft mit Sauerstoff an gereichert wird, und daß beim Überschreiten eines be- oder unbewerteten Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff beendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sauerstoffversorgungsparameter über den Sauer stoffpartialdruck im Blut ermittelt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für den Sauerstoff partialdruck im Blut die Atemluft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Überschreiten eines Schwellenwertes für den gleichen Parameter die Anreicherung der Atemluft mit Sau erstoff beendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sauerstoffversorgungsparameter über die Sauer stoffsättigung im Blut in Kombination mit dem Kohlendioxidge halt im Blut ermittelt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten eines Schwellenwertes für die Sauerstoff sättigung im Blut in Kombination mit dem Überschreiten eines Schwellenwertes für den Kohlendioxidgehalt im Blut die Atem luft mit Sauerstoff angereichert wird, und daß beim Über schreiten eines Schwellenwertes für die Sauerstoffsättigung im Blut in Kombination mit dem Unterschreiten eines Schwel lenwertes für den Kohlendioxidgehalt im Blut die Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff beendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemluft nur in den Atemphasen 'späte Phase der Ausatmung oder direkt nach dem Ausatmen' und/oder 'während des Einatmens' oder 'bestimmten Phasen des Einat mens' mit Sauerstoff angereichert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über die Strömung bzw. die Veränderung der Strömung der Atemluft ermittelt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über den durch die Atemluft hervorgerufenen Druck bzw. die Veränderung des Druckes beim Ein- und Ausatmen ermittelt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über die Temperatur bzw. die Veränderung der Temperatur der Atemluft ermittelt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über die Kohlendioxidkonzen tration bzw. die Veränderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft ermittelt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über die Sauerstoffkonzen tration bzw. die be- oder unbewertete Veränderung der Sauer stoffkonzentration in der Atemluft ermittelt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über die Luftfeuchtigkeit bzw. die Veränderung der Luftfeuchtigkeit der Atemluft ermit telt werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über die Muskel- und Nerven aktivität des Atmenden beim Ein- und Ausatmen ermittelt wer den.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Atemphasen über den Betriebszustand der Ventile einer Mundnasen- oder Nasenmaske beim Ein- und Ausat men ermittelt werden.

22. Vorrichtung zur Anreicherung der Atemluft mit Sauerstoff bestehend aus einer Sauerstoffzuleitung (26), einer Dosier einrichtung (10) mit oder ohne Befeuchter und einer ange schlossenen Applikatoreinrichtung (12), dadurch gekennzeich net, daß ein Steuerelement (14) an die Dosiereinrichtung (10) angeschlossen ist, welches eine bedarfsorientierte Sauer stoffabgabe über die Dosiereinrichtung (10) regelt, wobei we nigstens ein Sensor (16; 18) mit dem Steuerelement (14) ver bunden ist, der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffver sorgungsparametern und/oder Atemphasen ermittelt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sauerstoffsätti gungs (SaO₂)-Sensor ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sensor (16) ist, der die Sauerstoffkonzentration bzw. die be- oder unbewertete Veränderung der Sauerstoffkonzentration in der Atemluft er faßt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sensor (16) ist, der die Kohlendioxidkonzentration bzw. die be- oder unbewertete Veränderung des Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft er faßt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängigkeit von Sauerstoffversorgungsparametern ein Sensor (16) ist, der den Sauerstoffpartialdruck im Blut des Atmenden erfaßt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Sauerstoffversorgungsparametern eine Kombination aus Sauerstoffsättigungs (SaO₂)-Sensor und Kohlendioxidgehalt- Sensor ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18), insbesondere ein Hitz draht-Anemometer ist, der die Strömung bzw. die Veränderung der Strömung der Atemluft erfaßt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18), insbesondere ein Thermi stor, ein Thermo-Bimetall oder ein Thermoelement ist, der die Temperatur bzw. die Veränderung der Temperatur der Atemluft erfaßt.

30. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18) ist, der die Kohlendi oxidkonzentration bzw. die be- oder unbewertete Veränderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft erfaßt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18) ist, der den Druck bzw. die Veränderung des Druckes beim Ein- und Ausatmen unter Aus nutzung des Venturi-Effektes erfaßt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18), insbesondere ein Hygro meter oder ein Psychrometer ist, der die Luftfeuchtigkeit bzw. die Veränderung der Luftfeuchtigkeit der Atemluft er faßt.

33. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18) ist, der die Muskel- und Nervenaktivität beim Ein- und Ausatmen erfaßt.

34. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) zur Ermittlung der Meßwerte in Abhängig keit von Atemphasen ein Sensor (18), insbesondere ein Mikro schalter ist, der den Betriebszustand der Ventile einer Mund nasen- oder Nasenmaske beim Ein- und Ausatmen erfaßt.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (14) aus einer Steuer logik (24) und einem Ventil (28) zur Unterbrechung der Sauer stoffzufuhr besteht.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (14) über eine Eingabe vorrichtung (30) programmierbar ist.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (14) mit einer Anzeige einrichtung (32) verbunden ist.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen der vom Sensor (16; 18) erfaßten Meßwerte von vorgegebenen Sollwerten automatisch ei ne Alarmierung über eine Alarmierungsvorrichtung (34) er folgt.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen der vom Sensor (16; 18) erfaßten Meßwerte von vorgegebenen Sollwerten automatisch ei ne Alarmierung über vorhandene zentrale Alarmsysteme (36) er folgt.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß aus den vom Sensor (16; 18) erfaßten Meß werten und den daraus resultierenden Berechnungen ein Monito ring des Atmenden automatisch durchführbar, an zentrale Alarmvorrichtungen (36) ankoppelbar und weiterleitbar ist.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß an der Applikatoreinrichtung (12) eine Aufnahmevorrichtung (38) für wenigstens einen Sensor (16; 18) angebracht ist.

42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoreinrichtung (12) eine Mund nasen- oder Nasenmaske darstellt, die aus einem Maskenkörper (40) und aufgesetztem Reservoir (42) mit Gaszuleitung (44), einem Ventil (50) zwischen Reservoir (42) und Maskenkörper (40) sowie zwei Ventilen (48; 52) zwischen Maskenkörper (40) und Umgebungsatmosphäre (54) besteht, wobei am Maskenkörper (40) ein Mikroschalter (46) angebracht ist, der an einem Ven til (48; 52) zur Umgebungsatmosphäre (54) gekoppelt zum einen als Sensor (18) die Atemphasen ermittelt und zum anderen als Steuergerät den Betriebszustand des Ventils (48; 52) regelt.

43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mikroschalter an den Ventilen (50; 52) der Mundna sen- oder Nasenmaske angebracht sind.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 oder Vor richtung nach einem der Ansprüche 22 bis 43, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verfahren oder die Vorrichtung in Kranken häusern oder krankenhausähnlichen Anlagen mit zentralen oder dezentralen Sauerstoffanlagen angewendet wird.

45. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 oder Vor richtung nach einem der Ansprüche 22 bis 43, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verfahren oder die Vorrichtung bei mobilen Einzelgasversorgungen oder im häuslichen Bereich angewendet wird.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 oder Vor richtung nach einem der Ansprüche 22 bis 43, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verfahren oder die Vorrichtung bei Son deraufgaben mit begrenzter Sauerstofftransport- und Lagerfä higkeit, insbesondere bei Luft- und Raumfahrt, Bergbau, Feu erwehr und Rettungswesen etc., angewendet wird.