DE3712389A1

DE3712389A1 - Breathing aid

Info

Publication number: DE3712389A1
Application number: DE19873712389
Authority: DE
Inventors: Anton Dr Ing Obermayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-11
Filing date: 1987-04-11
Publication date: 1988-10-27
Anticipated expiration: 2007-04-12
Also published as: DE3712389C2

Abstract

The invention proposes a breathing aid intended to restore spontaneous breathing of the patient. The gas is supplied at a constant pressure during the inspiratory phase while maintaining a continuous positive airway pressure (CPAP). For this purpose, a device for maintaining constant pressure is designed as a bellows which is exposed to a constant, adjustable force (15). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Atemhilfegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a breathing apparatus according to the Preamble of claim 1.

In der EP-PS 01 12 979 ist ein Atemhilfegerät beschrieben, das zur Wiederherstellung der Spontanatmung von Patienten dient, wobei die Atemwege unter einem kontinuierlich positiven Atemwegdruck (CPAP) stehen. Um die Unter- und Überschwingweiten um das eingestellte Druckniveau (Peep- Niveau) gering zu halten, wurde bei einem kontinuierlichen Gasfluß ein zusätzliches Peep-Ventil im inspiratorischen Zweig angeordnet. Hierdurch gelangt während der Exspirationsphase ausschließlich vom Patienten ausgeatmete Luft in den exspiratorischen Zweig, wobei die ausgeatmete Luft über ein auf Peep-Niveau eingestelltes Exspirationsventil ins Freie gelangt. Eine zusätzliche Druckkonstanthalteeinrichtung erlaubt einen minimalen Gasfluß mit zusätzlicher Einspeisung von Gas nach dem Demand-Prinzip, sofern ein Gasbedarf vorhanden ist. Im übrigen arbeitet dieses bekannte Gerät nach dem High-Flow- Prinzip.A breathing aid device is described in EP-PS 01 12 979, to restore spontaneous breathing to patients serves the respiratory tract under a continuous positive airway pressure (CPAP). To the under and Overshoots around the set pressure level (peep Level) was kept at a continuous level Gas flow an additional peep valve in the inspiratory Branch arranged. As a result, during the Expiration phase exclusively from the patient exhaled air into the expiratory branch, the exhaled air above a peep level Expiratory valve is released. An additional Constant pressure device allows a minimal Gas flow with additional feed of gas after Demand principle if there is a gas requirement. in the other this well-known device works according to the high-flow Principle.

In der zuvor genannten Druckschrift sind die unterschiedlichen Bautypen von Geräten ausführlichst beschrieben. Auf den sachlichen Inhalt dieser Vorveröffentlichung wird deshalb in vollem Umfang ausdrücklich verwiesen.In the publication mentioned above, the different types of devices in detail described. On the factual content of this Pre-publication is therefore in full expressly referenced.

Bei Beatmungsmaschinen unterscheidet man zwischen zwei Prinzipien, nämlich dem High-Flow-CPAP oder dem Demand- CPAP.A distinction is made between two ventilation machines Principles, namely the high-flow CPAP or the demand CPAP.

Beim High-Flow-CPAP wird dem Patienten ein ständiger Gasstrom angeboten, wobei der gewünschte Überdruck auf Peep-Niveau durch ein am Ende des Exspirationszweigs angeordnetes Peep-Ventil einstellbar ist. Der ständig fließende Gasstrom beim High-Flow-CPAP-Gerät wird im allgemeinen auf die höchstmögliche Entnahme des Patienten in der Inspirationsphase eingestellt, so daß sich ein hoher Gasverbrauch dadurch ergibt, daß in der Exspirationsphase das Gas ungenutzt aus dem Überstromventil (Peep-Ventil) ausströmt.With high-flow CPAP, the patient becomes a constant Gas flow offered, the desired pressure on Peep level by one at the end of the expiration branch arranged peep valve is adjustable. The constantly flowing gas flow in the high-flow CPAP device is in the general to the highest possible patient removal set in the inspiration phase, so that a high gas consumption results in that in the Expiration phase the gas unused from the Overflow valve (peep valve) flows out.

Bei dem zuvor beschriebenen bekannten Gerät gemäß EP-PS 01 12 979 ist zusätzlich ein Druckkonstanthalter vorgesehen, der über eine Regelung mit Druckmeßgeräten im exspiratorischen Zweig zu dem ständig fließenden Gasstrom während der Inspirationsphase dem Patienten ein weiteres Gasvolumen bei Bedarf zuführen kann. Dies entspricht grundsätzlich dem sogenannten Demand-Prinzip, bei welchem der vom Patienten gewünschte inspiratorische Gasstrom über einen Drucksensor und ein regelbares Inspirationsventil bedarfsgerecht angeboten wird. Bei Geräten nach dem Demand-Prinzip wird dem Patienten nur das jeweils gewünschte Atemzugvolumen geliefert. Hierbei führen erforderliche Meß- und Schaltzeiten der Drucksensoren bzw. des Inspirationsventils ebenfalls zu Gasfluß- und Druckschwankungen in der Gasversorgung des Patienten. Weiterhin sind bei derartigen Geräten aufwendige regelbare Inspirations- und Exspirationsventile notwendig, die einen erheblichen Strömungswiderstand aufweisen und einen hohen technischen Aufwand mit sich bringen.According to the known device described above EP-PS 01 12 979 is also a pressure stabilizer provided that a control with pressure gauges in expiratory branch to the constantly flowing gas stream another during the inspiration phase Can supply gas volume if necessary. This matches with basically the so-called demand principle, in which the inspiratory gas flow desired by the patient a pressure sensor and an adjustable inspiration valve is offered as required. For devices after The patient is only in demand principle desired tidal volume delivered. Lead here required measuring and switching times of the pressure sensors or of the inspiration valve also to gas flow and Pressure fluctuations in the patient's gas supply. Furthermore, in the case of such devices, complex controllable devices are required Inspiration and expiration valves necessary, some have considerable flow resistance and a high bring technical effort with it.

Um die Menge des ständig fließenden Gasstromes auf ein Minimum zu halten, ist es bei normalen High-Flow-CPAP- Geräten bekanntgeworden, im inspiratorischen oder im exspiratorischen Zweig ein zusätzliches Reservoir, zum Beispiel Atembeutel oder Wetterballon, mit einer Frischgasbefüllung vorzusehen, um Druckschwankungen um das Peep-Niveau auszugleichen bzw. zusätzlich notwendige Atemluft zur Verfügung zu stellen. Ein während der Inspirationsdauer konstanter Druck kann jedoch mittels diesen einfachen Geräten nicht erzielt werden.To the amount of constantly flowing gas flow on a Minimum, it's normal high-flow CPAP Become known, in the inspiratory or in the expiratory branch an additional reservoir for Example breathing bag or weather balloon, with a Fresh gas filling to be provided to pressure fluctuations around Compensate peep level or additionally necessary To provide breathing air. One during the However, constant pressure can be used for inspiration these simple devices cannot be achieved.

Das gleiche gilt für die herkömmlichen als Federbalg ausgebildeten Reservoirs, die durch eine innere oder äußere Federbelastung zusammengedrückt werden. Durch die lineare Federkennlinie verringert sich der Druck in dem Maße, wie der Balg zusammengedrückt und Gas entnommen wird. Ein auf konstantem Peep-Niveau liegender Druck kann mit derartigen, nach einer Federkennlinie arbeitenden Zusatzeinrichtungen nicht erzielt werden. Das gleiche gilt für die Verwendung von Atembeutel und Wetterballons, die ebenfalls einen linearen Druckabfall während der Inspirationsphase aufweisen.The same applies to the conventional bellows trained reservoirs by an inner or external spring load are compressed. Through the linear spring characteristic decreases the pressure in the Dimensions of how the bellows compressed and gas removed becomes. A pressure at a constant peep level can with such, working according to a spring characteristic Additional devices cannot be achieved. The same goes for for the use of breathing bags and weather balloons that also a linear pressure drop during the Show inspiration phase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Atemhilfegerät vorzuschlagen, welches mit äußerst einfachen Mitteln, d. h. ohne die Verwendung von schweren Beatmungsgeräten, einen während der Inspirationsdauer konstanten, jedoch variablen Beatmungsdruck erzeugt.The invention has for its object a simple To propose breathing apparatus, which with extreme simple means, d. H. without the use of heavy Ventilators, one during inspiration constant but variable ventilation pressure.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Atemhilfegerät der einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is based on a breathing apparatus introductory significant type according to the invention by the characterizing features of claim 1 solved.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, daß ein während der Inspirationsdauer konstanter Beatmungsdruck (kontrollierte Ventilation) mittels einer einfachen Druckkonstanthalteeinrichtung dann erzielt werden kann, wenn die bei einem Federbalg, einem Atembeutel oder Wetterballon auftretende linear ansteigende Federkennlinie, d. h. proportionaler Anstieg zwischen dem Federbalgdruck und dem Federbalgweg, vermieden werden kann. Vielmehr soll ein eingestellter Beatmungsdruck unabhängig vom Weg des Federbalgs konstant bleiben. The invention is based on the main idea that a constant ventilation pressure during the inspiration period (controlled ventilation) using a simple Constant pressure device can then be achieved if with a bellows, a breathing bag or Weather balloon occurring linearly increasing Spring characteristic, d. H. proportional increase between the Bellows pressure and bellows travel can be avoided can. Rather, a set ventilation pressure should remain constant regardless of the travel of the bellows.

In einem Balg, Atembeutel oder Wetterballon stellt sich ein nahezu konstanter Ausgangsdruck unabhängig vom Zusammendruck-Weg dann ein, wenn man dieses Gerät mit einer konstanten Kraft beaufschlagt. Diese Kraft erzeugt einen gleichbleibenden Druck über die gesamte Weglänge beim Zusammendrücken des Geräts. Die dem Speichergerät, zum Beispiel Federbalg, inhärente Druck-Weg-Kennlinie überlagert sich mit derjenigen p = Konstant-Kennlinie, die durch Kraftbeaufschlagung entsteht, so daß eine leicht geneigte resultierende Druck-Weg-Kennlinie im Bereich des eingestellten Peep-Niveaus, zum Beispiel 5 oder 10 mbar entsteht.In a bellows, breathing bag or weather balloon, an almost constant outlet pressure is set regardless of the compression path when this device is subjected to a constant force. This force creates a constant pressure over the entire path length when the device is compressed. The pressure-displacement characteristic curve inherent in the storage device, for example bellows, overlaps with that p = constant characteristic curve which is created by the application of force, so that a slightly inclined resulting pressure-displacement characteristic curve in the range of the set peep level, for example 5 or 10 mbar arises.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruchs angegebenen Atemhilfegeräts möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of breathing apparatus specified in the main claim possible.

Vorteilhaft ist die Verwendung eines Rückschlagventils im inspiratorischen Zweig, um diesen während der Exspirationsphase vom Patienten abzuschließen und eine Kontaminierung des inspiratorischen Zweigs zu vermeiden.It is advantageous to use a check valve in the inspiratory branch to this during the To complete the expiratory phase from the patient and one Avoid contamination of the inspiratory branch.

Vorteilhaft ist weiterhin die Verwendung eines variablen Auflagegewichts auf die Druckkonstanthalteeinrichtung, um gewünschte unterschiedliche Drücke im Balg zu erzeugen. Hierdurch kann beispielsweise das Peep-Niveau für den Patienten zwischen 5 und 10 mbar variabel je nach Anwendungsfall eingestellt werden.The use of a variable is also advantageous Support weight on the constant pressure device in order to generate different pressures in the bellows. This can, for example, the peep level for the Patients vary between 5 and 10 mbar depending on Use case can be set.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kraftbeaufschlagung auf die Druckkonstanthalteeinrichtung mittels eines einarmigen oder zweiarmigen Hebelarms erfolgt, an welchem entweder verschiebbare Gewichte oder eine verstellbare und/oder verschiebbare Federkraft zur Verstellung des Drehmoments und damit zur Veränderung der Kraftbeaufschlagung auf das Druckkonstanthaltegerät angeordnet sind. In a development of the invention it is provided that the Applying force to the constant pressure device by means of a one-armed or two-armed lever arm takes place on which either movable weights or an adjustable and / or displaceable spring force for Adjustment of the torque and thus to change the Applying force to the constant pressure device are arranged.

Das erfindungsgemäße Gerät wird entweder im Konstant-High- Flow-Betrieb oder im intermittierenden Betrieb verwendet. Je nach Betriebsweise müssen hierfür unterschiedlich gesteuerte Ventile für die Druckkonstanthalteeinrichtung verwendet werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Exspirationsventil durch die Druckkonstanthalteeinrichtung auf Peep-Niveau-Druck gesteuert ist.The device according to the invention is either in constant high Flow operation or used in intermittent operation. Depending on the mode of operation, this must be different controlled valves for the constant pressure device be used. In particular, it is advantageous if the expiration valve through the Constant pressure device at peep-level pressure is controlled.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß das Exspirationsventil als druckbeaufschlagter Balg ausgebildet ist, der von der Druckkonstanthalteeinrichtung gesteuert wird, wobei der axial verschiebbare Boden als Ventildeckel wirkt.It is also advantageous that the expiration valve as pressurized bellows is formed by the Constant pressure device is controlled, the axially movable bottom acts as a valve cover.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele näher erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigenFurther features essential to the invention are in the following description of the embodiments in more detail explained and shown in the drawing. Show it

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Atemhilfegeräts mit verschiedenen Ausführungsvarianten für intermittierenden und Konstant-Flow- Betrieb. Fig. 1 is a schematic representation of the breathing apparatus according to the invention with different versions for intermittent and constant flow operation.

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform für ein Exspirationsventil. Fig. 2 shows an alternative embodiment for an expiration valve.

Fig. 3a und 3b eine Variante zur Verstellbarkeit des Hebeldrehmoments. Fig. 3a and 3b, a variant of the adjustability of the lever torque.

Das erfindungsgemäße Atemhilfegerät (1) zum Anschluß an einen Patienten (2) besteht aus einem inspiratorischen Zweig (3) und einem exspiratorischen Zweig (4). Zwischen diesen beiden Zweigen ist ein Patienten-Anschluß-T-Stück (5) vorgesehen, im allgemeinen über einen Anschluß mittels eines Patienten-Schlauchsystems (6). Die Pfeile (7 und 8) sollen nochmals die Trennlinie zwischen dem inspiratorischen Zweig (3) und exspiratorischen Zweig (4) anzeigen.The breathing aid device ( 1 ) according to the invention for connection to a patient ( 2 ) consists of an inspiratory branch ( 3 ) and an expiratory branch ( 4 ). A patient connection T-piece ( 5 ) is provided between these two branches, generally via a connection by means of a patient hose system ( 6 ). The arrows ( 7 and 8 ) should again show the dividing line between the inspiratory branch ( 3 ) and expiratory branch ( 4 ).

Das für die Atmung notwendige Gasgemisch wird über die Luftleitung (9) und die Sauerstoffleitung (10) über Regelventile (11) jeweils Druckminderer mit Durchflußmesser (12) zugeführt, bevor es in die gemeinsame Leitung (13) im inspiratorischen Zweig zusammengeführt wird. Die Gaszufuhr erfolgt dabei im intermittierenden Betrieb über ein schaltbares Steuerventil (14) oder im Konstant-High-Flow-Betrieb, bei welchem das Ventil (14) ununterbrochen geöffnet ist.The gas mixture required for breathing is fed via the air line ( 9 ) and the oxygen line ( 10 ) via control valves ( 11 ) to pressure reducers with flow meters ( 12 ) before they are brought together in the common line ( 13 ) in the inspiratory branch. The gas is supplied in intermittent operation via a switchable control valve ( 14 ) or in constant high-flow operation, in which the valve ( 14 ) is open continuously.

Der inspiratorische Zweig (3) enthält weiterhin eine Druckkonstanthalteeinrichtung (15) als Reservoir oder Speicher, der als Faltenbalg (15) ausgebildet ist. Die Leitung (13) ist über das Ventil (14) mit dem Faltenbalg (15) als Druckkonstanthalteeinrichtung verbunden.The inspiratory branch ( 3 ) further contains a pressure constant device ( 15 ) as a reservoir or storage, which is designed as a bellows ( 15 ). The line ( 13 ) is connected via the valve ( 14 ) to the bellows ( 15 ) as a constant pressure device.

Vom Faltenbalg (15) führt eine Leitung (16) über einen Befeuchter (17) und ein Rückschlagventil (18) zum Patienten-Anschluß-T-Stück (5).A pipe ( 16 ) leads from the bellows ( 15 ) via a humidifier ( 17 ) and a check valve ( 18 ) to the patient connection tee ( 5 ).

Der exspiratorische Zweig (4) führt über eine Leitung (19) zu dem Exspirationsventil (20), welches als Peep-Ventil in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann. Zur Erzeugung eines kontinuierlich positiven Atemwegdrucks (CPAP) verschließt der Ventilsitz (46) die exspiratorische Leitung (19) mit einer Kraft, die auf ca. 5 bis 10 mbar (Peep-Niveau) eingestellt wird. Die Druckkraft des Ventilstößels (21) kann mittels einer Feder (22) variabel eingestellt sein. Öffnet sich der Ventilstößel (21) so strömt die Atemluft über die Leitung (23) ins Freie (Pfeil 47). Ein Beutel (24) im exspiratorischen Zweig dient zur Dämpfung des Öffnungs-Anstiegdrucks des Peep-Ventils (20). The expiratory branch ( 4 ) leads via a line ( 19 ) to the expiratory valve ( 20 ), which can be designed as a peep valve in a manner known per se. To generate a continuously positive airway pressure (CPAP), the valve seat ( 46 ) closes the expiratory line ( 19 ) with a force that is set to approximately 5 to 10 mbar (peep level). The pressure force of the valve tappet ( 21 ) can be variably set by means of a spring ( 22 ). If the valve tappet ( 21 ) opens, the breathing air flows through the line ( 23 ) into the open (arrow 47 ). A bag ( 24 ) in the expiratory branch serves to dampen the opening rise pressure of the peep valve ( 20 ).

Erfindungsgemäß ist die als Faltenbalg (15) ausgebildete Druckkonstanthalteeinrichtung zur Erzeugung eines konstanten Druckniveaus im Faltenbalg (15) und damit im inspiratorischen Zweig (3) mittels einer Kraft (25) beaufschlagt. Diese Kraft (25) kann durch ein variables Gewicht (26) auf den Balg erzeugt werden.According to the invention is formed as a bellows (15) pressure maintenance means for generating a constant pressure level in the bellows (15) and acted upon in the inspiratory branch (3) by means of a motor (25). This force ( 25 ) can be generated by a variable weight ( 26 ) on the bellows.

Anstelle des variablen Gewichts (26) zur Erzeugung eines gleichmäßigen Druckniveaus im Balg (15) kann ein einarmiges Hebelsystem (27) mit Drehpunkt (28) und Hebelarm (29) verwendet werden. Ein auf dem Hebelarm (29) verschiebbares Gewicht (30) (siehe Verschiebungspfeil 31, 31′) kann zur Erzeugung eines unterschiedlichen Drehmoments (32) und damit zu einer Krafteinwirkung auf den Balg (15) verwendet werden. Anstelle des verschiebbaren Gewichts (30) kann auch eine in der Federkraft verstellbare Feder (33) verwendet werden, die in Fig. 1 als Zugfeder mit der verstellbaren Zugkraft (34) ausgebildet ist. Die Verstellbarkeit der Feder zur Veränderung der Federkennlinie ist mit Pfeil (35) angedeutet, der Verstellmechanismus ist mit (36) bezeichnet.Instead of the variable weight ( 26 ) for generating a uniform pressure level in the bellows ( 15 ), a one-armed lever system ( 27 ) with a pivot point ( 28 ) and a lever arm ( 29 ) can be used. A on the lever arm ( 29 ) displaceable weight ( 30 ) (see displacement arrow 31 , 31 ') can be used to generate a different torque ( 32 ) and thus to exert a force on the bellows ( 15 ). Instead of the displaceable weight ( 30 ), a spring ( 33 ) adjustable in the spring force can also be used, which is designed in FIG. 1 as a tension spring with the adjustable tensile force ( 34 ). The adjustability of the spring to change the spring characteristic is indicated by arrow ( 35 ), the adjustment mechanism is indicated by ( 36 ).

Anstelle der verstellbaren Federkraft kann zur Erzeugung eines variablen Drehmoments auch eine im Hebel- Angriffspunkt (49) verschiebbare Feder (33) mit konstanter Federkraft verwendet werden. Hierzu ist in Fig. 3a und 3b der Hebelarm (29) mit einer Kulissenführung (50) zur Verschiebung des Angriffspunkts (49) der Feder (33) ausgebildet. Dabei kann der untere Befestigungspunkt (51) ortsfest gehalten werden. Die Kulissenführung (50) in Fig. 3a ist eben in Fig. 3b als gebogene Kurve (50′) ausgebildet. Die Verschiebung des Angriffspunkts (49) der Feder (33) am Hebelsystem (27) ist mit den Pfeilen (52) zur Vergrößerung, mit den Pfeilen (53) zur Verkleinerung des Drehmoments (32) dargestellt. Die zuvor beschriebenen Maßnahmen zur Beaufschlagung des Faltenbalgs (15) mit der Kraft (25) werden im allgemeinen alternativ verwendet. Das Gewicht (26) sowie das Hebelgewicht (30) sind deshalb gestrichelt eingezeichnet.Instead of the adjustable spring force, a spring ( 33 ) with constant spring force that can be displaced in the lever application point ( 49 ) can also be used to generate a variable torque. For this purpose, 3a and 3b of the lever arm (29) is formed with a link guide (50) for displacement of the point (49) of the spring (33) in Fig.. The lower attachment point ( 51 ) can be held stationary. The link guide ( 50 ) in Fig. 3a is formed in Fig. 3b as a curved curve ( 50 ' ). The displacement of the point of application ( 49 ) of the spring ( 33 ) on the lever system ( 27 ) is shown with the arrows ( 52 ) for enlargement, with the arrows ( 53 ) for reducing the torque ( 32 ). The measures described above for applying force ( 25 ) to the bellows ( 15 ) are generally used alternatively. The weight ( 26 ) and the lever weight ( 30 ) are therefore shown in dashed lines.

Die Bewegung (Pfeil 37) des Faltenbalgs wird am oberen und unteren Ende über Anschläge (38) und (39) erfaßt und über eine elektrische oder mechanische Steuereinrichtung (40) auf das Steuerventil (14) übertragen.The movement (arrow 37 ) of the bellows is detected at the upper and lower ends via stops ( 38 ) and ( 39 ) and transmitted to the control valve ( 14 ) via an electrical or mechanical control device ( 40 ).

Der Faltenbalg ist über eine Leitung (41) und ein Überdruckventil (42) mit der Umgebung verbunden.The bellows is connected to the environment via a line ( 41 ) and a pressure relief valve ( 42 ).

Eine Druckleitung (43) verbindet den Faltenbalg mit dem Exspirationsventil (20).A pressure line ( 43 ) connects the bellows to the expiration valve ( 20 ).

In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform für das Exspirationsventil (20) dargestellt. Anstelle der Kolben- Zylindereinheit in Fig. 1 wird als Verstelleinheit ein in axialer Richtung verstellbarer Faltenbalg (44) verwendet, der über die Druckleitung (43) im Inneren mit Druck beaufschlagt wird, so daß das untere Ende (45) in der Fig. 2 axial nach unten verschoben wird. Dieses untere Ende (45) dient dann als Ventilsitz für den Abschluß der Leitung (19) des exspiratorischen Zweigs. Die Betätigung des Faltenbalgs (44) hängt demnach unmittelbar mit der Druckbeaufschlagung aus der Leitung (43) zusammen. Ist der Druck in der Exspirationsleitung (19) größer als in der Druckleitung (43) so strömt das aus der Leitung (19) strömende Gas über die Leitung (23) ins Freie.In FIG. 2, an alternative embodiment is shown for the expiration valve (20). Instead of the piston-cylinder unit in Fig. 1, an axially adjustable bellows ( 44 ) is used as the adjusting unit, which is acted upon by pressure via the pressure line ( 43 ) inside, so that the lower end ( 45 ) in Fig. 2nd is moved axially downwards. This lower end ( 45 ) then serves as a valve seat for the termination of the line ( 19 ) of the expiratory branch. The actuation of the bellows ( 44 ) is therefore directly related to the pressurization from the line ( 43 ). If the pressure in the expiration line ( 19 ) is greater than in the pressure line ( 43 ), the gas flowing out of line ( 19 ) flows outside via line ( 23 ).

Das erfindungsgemäße Atemhilfegerät arbeitet wie folgt:The breathing apparatus according to the invention works as follows:

I. Intermittent operation

Während der inspiratorischen Phase, d. h. beim Einatmen entsteht im Patienten-Anschluß-T-Stück ein Unterdruck, der zur Öffnung des Rückschlagventils (18) führt. Sodann strömt nach dem Demand-CPAP-Prinzip ein durch den Druck im Faltenbalg (15) definierter Gasstrom im inspiratorischen Zweig (3) zum Patienten, wobei die Krafteinwirkung (25) auf den Faltenbalg (15) einen vorgegebenen definierten Beatmungsdruck (Peep-Niveau) und damit pro Zeiteinheit ein definiertes Gasvolumen zum Patienten strömen läßt. Der gewünschte Atemwegdruck wird durch Variation der Kraft (25) eingestellt. Während der Inspirationsphase ist das Exspirationsventil (20) über die Druckleitung (43) mit dem eingestellten Druck des Faltenbalgs (15) druckbeaufschlagt, so daß das Exspirationsventil (20) ebenfalls mit Peep-Niveau geschlossen ist. Während der Inspirationsphase kann weiterhin gleichzeitig aus der Leitung (13) über das Steuerventil (14) Frischgas dem Balg (15) zusätzlich zugeführt werden.During the inspiratory phase, ie when inhaling, a negative pressure is created in the patient connection T-piece, which leads to the opening of the check valve ( 18 ). Then, according to the demand-CPAP principle, a gas flow defined by the pressure in the bellows ( 15 ) flows to the patient in the inspiratory branch ( 3 ), the action of force ( 25 ) on the bellows ( 15 ) having a predetermined, defined ventilation pressure (peep level). and thus allows a defined volume of gas to flow to the patient per unit of time. The desired airway pressure is set by varying the force ( 25 ). During the inspiration phase, the expiration valve ( 20 ) is pressurized via the pressure line ( 43 ) with the set pressure of the bellows ( 15 ), so that the expiration valve ( 20 ) is also closed at the peep level. During the inspiration phase, fresh gas can also be fed to the bellows ( 15 ) simultaneously from the line ( 13 ) via the control valve ( 14 ).

In der exspiratorischen Phase, d. h. beim Ausatmungsvorgang des Patienten (2) entsteht ein Druckanstieg im Patienten-Anschluß-T-Stück (5) der zum Verschluß des Rückschlagventils (18) führt. Der Patient atmet dann gegen den Druck des Peep-Ventils (20) (Peep- Niveau), gesteuert durch den Druck im Balg (15) über die Leitung (43). Da der Ausatmungsdruck größer ist als das Peep-Niveau, öffnet sich das Ventil (46) des Peep-Ventils (20) gegen den Druck in der Leitung (43) (Peep-Niveau). Die Atemluft kann dann durch die Leitung (23) ins Freie strömen (Pfeil 47).In the expiratory phase, ie during the exhalation process of the patient ( 2 ), there is an increase in pressure in the patient connection T-piece ( 5 ), which leads to the check valve ( 18 ) being closed. The patient then breathes against the pressure of the peep valve ( 20 ) (peep level), controlled by the pressure in the bellows ( 15 ) via the line ( 43 ). Since the exhalation pressure is greater than the peep level, the valve ( 46 ) of the peep valve ( 20 ) opens against the pressure in the line ( 43 ) (peep level). The breathing air can then flow through line ( 23 ) into the open (arrow 47 ).

Während dieser Exspirationsphase strömt der Gasstrom aus der Leitung (13) über das Regelventil (14) in den Balg (15) und füllt diesen wieder auf. Die obere Stellung des Faltenbalgs (15) wird durch den Anschlag (38) erfaßt, wodurch über die Steuereinrichtung (40) das Steuerventil (14) wieder geschlossen wird. During this expiration phase, the gas stream flows from the line ( 13 ) via the control valve ( 14 ) into the bellows ( 15 ) and fills it up again. The upper position of the bellows ( 15 ) is detected by the stop ( 38 ), whereby the control valve ( 14 ) is closed again via the control device ( 40 ).

Sobald der Faltenbalg (15) zusammengedrückt wird, was durch die Lage des Endschalters (38) erkannt wird, öffnet das Steuerventil (14) und leitet den Frischgasstrom über die Leitung (13) in den Balg (15).As soon as the bellows ( 15 ) is compressed, which is recognized by the position of the limit switch ( 38 ), the control valve ( 14 ) opens and directs the fresh gas flow via the line ( 13 ) into the bellows ( 15 ).

Der untere Anschlag (39) dient zur Erkennung der zusammengedrückten Lage des Faltenbalgs. Nach diesem Zustand kann der Patient (2) nur noch direkt über die Leitung (13) mit Frischgas versorgt werden.The lower stop ( 39 ) is used to detect the compressed position of the bellows. After this condition, the patient ( 2 ) can only be supplied with fresh gas directly via line ( 13 ).

Während der Exspirationsphase dämpft der Atembeutel (24) die Druckspitze, die durch den Öffnungswiderstand des Peep-Ventils (20) entsteht.During the expiration phase, the breathing bag ( 24 ) dampens the pressure peak that arises from the opening resistance of the peep valve ( 20 ).

I. Constant flow operation

Der Konstant-Flow-Betrieb unterscheidet sich von dem intermittierenden Betrieb im wesentlichen dadurch, daß ein ständig fließender Gasstrom im inspiratorischen Zweig vorhanden ist. Damit fehlt das Steuerventil (14) und die Steuervorrichtung (40). In der inspiratorischen Phase strömt dann nach dem High-Flow-CPAP-Prinzip der ständig fließende Gasstrom im inspiratorischen Zweig über den Balg (15) oder von der Leitung (13) direkt in die Leitung (16) (siehe gestrichelte Leitung 48) zum Patienten, wobei die kraftunterstützte Druckkonstanthalteeinrichtung bzw. der Balg (15) ebenfalls Gas aus diesem Reservoir mit konstantem Druck strömen läßt. Der Druck wird wiederum mittels der Feder (33), dem Gewicht (26) oder dem Gewicht (30) eingestellt.The constant flow mode differs from the intermittent mode essentially in that a constantly flowing gas flow is present in the inspiratory branch. The control valve ( 14 ) and the control device ( 40 ) are therefore missing. In the inspiratory phase, the constantly flowing gas flow then flows in the inspiratory branch via the bellows ( 15 ) or from the line ( 13 ) directly into the line ( 16 ) (see dashed line 48 ) to the patient according to the high flow CPAP principle , wherein the power-assisted constant pressure device or the bellows ( 15 ) also allows gas to flow from this reservoir at constant pressure. The pressure is in turn set by means of the spring ( 33 ), the weight ( 26 ) or the weight ( 30 ).

Während der exspiratorischen Phase schließt wiederum das Ventil (18) und der Balg (15) füllt sich durch den ständig fließenden Gasstrom. Ist der Balg (15) gefüllt, so muß der ständig fließende Gasstrom während der Exspirationsphase über die Leitung (41) und das Ventil (42) ins Freie geleitet werden. Der Gasstrom von der Gasquelle (9, 10) ist dann größer als das vom Patienten angenommene Gas.During the expiratory phase, the valve ( 18 ) closes again and the bellows ( 15 ) fills up due to the constantly flowing gas stream. If the bellows ( 15 ) is filled, the constantly flowing gas stream must be led outside via the line ( 41 ) and the valve ( 42 ) during the expiration phase. The gas flow from the gas source ( 9 , 10 ) is then greater than the gas accepted by the patient.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sie umfaßt auch vielmehr sämtliche fachmännischen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ohne erfinderischen Gehalt.The invention is not based on the embodiment limited, but rather includes all professional training and refinements without inventive content.

Claims

1. Respiratory device for restoring the spontaneous breathing of patients, with an inspiratory and an expiratory branch, wherein a continuous positive airway pressure (CPAP) can be set to a peep level by means of an expiratory valve arranged at the end of the expiratory branch, and with means in the inspiratory branch for generation a continuously flowing gas flow (high-flow CPAP) or an intermittent gas flow, and with a constant pressure device in the inspiratory branch to support ventilation in the inspiratory phase with constant pressure, characterized in that the constant pressure device ( 15 ) as bellows, in particular bellows ( 15 ) is formed, which can be acted upon with an adjustable external force ( 25 ), that the bellows ( 15 ) is acted upon with fresh gas intermittently or in constant flow mode, with a switchable control valve ( 14 ) between frisc in the intermittent mode Hgasquelle ( 9 , 10 ) and bellows ( 15 ) is arranged, which supplies the gas flow between the lowest and uppermost position of the bellows ( 15 ), and an overflow valve ( 42 ) responds in the uppermost bellows position in constant flow operation.

2. Breathing aid device according to claim 1, characterized in that the inspiratory branch ( 3 ) by a check valve ( 18 ) from the patient connection tee ( 5 ) can be separated.

3. A breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the force applied to the bellows ( 15 ) by a variable support weight ( 26 ) on the bellows ( 15 ).

4. Breathing aid device according to claim 1, characterized in that the force application of the bellows ( 15 ) by means of a one-armed or two-armed lever system ( 27 ) takes place, on which weights ( 30 ) displaceable via a lever path are arranged for adjusting the torque ( 32 ).

5. Breathing aid according to claim 1, characterized in that the force application of the bellows ( 15 ) by means of a one-armed or two-armed lever system ( 27 ) takes place, on which via a lever path the point of application ( 49 ) of a spring ( 33 ) for adjusting the torque ( 32 ) is preferably slidably arranged in a link guide ( 50 , 50 ') or an adjustable spring force ( 34 ) with preferably flat spring characteristic for torque adjustment ( 32 ) acts at a distance from the fulcrum ( 28 ).

6. Breathing aid device according to claim 1, characterized in that the expiration valve ( 20 ) via a pressure line ( 43 ) through the bellows ( 15 ) is pressure-controlled at peep level.

7. Breathing aid device according to claim 1 or 6, characterized in that the expiration valve ( 20 ) consists of an axially displaceable piston-cylinder unit or from a bellows, the internal adjustment pressure on the piston or the bellows by the constant pressure device ( 15 ) or by a adjustable spring ( 22 ) is controllable.

8. A breathing apparatus according to claim 3 or 7, characterized in that the expiration valve ( 20 ) designed as bellows ( 44 ) is axially displaceable in the inspiratory branch by the pressure of the pressure-maintaining device or the bellows ( 15 ), the axially displaceable base ( 45 ) of the bellows ( 44 ) serves as a valve cover ( 46 ) for the conclusion of the expiratory branch (line 19 ).