[go: up one dir, main page]

WO2011000359A1 - Respiration device - Google Patents

Respiration device Download PDF

Info

Publication number
WO2011000359A1
WO2011000359A1 PCT/DE2010/000741 DE2010000741W WO2011000359A1 WO 2011000359 A1 WO2011000359 A1 WO 2011000359A1 DE 2010000741 W DE2010000741 W DE 2010000741W WO 2011000359 A1 WO2011000359 A1 WO 2011000359A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ventilation
valve
pressure
pressure sensor
inspiratory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2010/000741
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2011000359A4 (en
Inventor
Peter Schaller
Wolfgang Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F STEPHAN GmbH MEDIZINTECHNIK
Original Assignee
F STEPHAN GmbH MEDIZINTECHNIK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F STEPHAN GmbH MEDIZINTECHNIK filed Critical F STEPHAN GmbH MEDIZINTECHNIK
Publication of WO2011000359A1 publication Critical patent/WO2011000359A1/en
Publication of WO2011000359A4 publication Critical patent/WO2011000359A4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203—Proportional
    • A61M16/205—Proportional used for exhalation control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022—Control means therefor
    • A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203—Proportional
    • A61M16/204—Proportional used for inhalation control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/0027—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure pressure meter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0039—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the inspiratory circuit

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device with a source for delivering a ventilation volume flow or a ventilation pressure, at least comprising a control loop, which comprises at least one ventilation pressure sensor and a control and regulating unit, which is at least to determine the pressure deviation of the ventilation pressure with respect to the pressure setpoint a dependent control variable of a ventilation valve is designed to change its flow cross section for the ventilation volume flow.
  • Volume flow sensors are used, which are placed between the so-called Y-piece and the breathing tube. Especially in the ventilation of
  • a volumetric flow sensor is arranged within the inspiratory and within the expiratory tube, whereby the volumetric flow to the patient can be determined from the difference between the two volumetric flows.
  • the change in volume of the thorax is used via externally applied around the rib cage sensors.
  • a pressure capsule detects the activity of the respiratory muscles and controls the beginning of insufflation of the ventilator.
  • the object of the invention is now to propose a respiration device, the dead space, so without additional flow sensors, only by utilizing already existing in the ventilation device
  • the respiration device with a source for delivering a ventilation volume flow or a ventilation pressure comprises at least one control circuit, which comprises at least one respiration pressure sensor and a control and regulation unit which determines the pressure deviation of the ventilation pressure from the pressure setpoint and for generating at least one dependent control variable of a ventilation valve is designed to change its flow cross section for the ventilation volume flow.
  • the control and regulating unit is designed in such a way to determine the ventilation volume flow from the control variable or a signal which is mathematically related to the flow cross-section of the ventilation valve.
  • the essence of the invention lies essentially in the fact that the ventilation valve has a high pneumatic resistance as a member of the control circuit for the ventilation pressure, whereby changes in the volume flow through this ventilation valve, for example as a result of spontaneous breathing of a patient due to the speed of the pressure control loop to a near Immediate adjustment of the flow cross-section of the ventilation valve lead with the result that the ventilation pressure is kept constant.
  • the ventilation pressure detected by the ventilation pressure sensor is also consulted.
  • a respiratory valve an inspiratory valve, an expiratory valve or a combined inspiratory / expiratory valve is provided in the context of the invention.
  • An even more precise determination of the ventilation volume flow is achieved according to the invention by taking into account the respective differential pressure of two pressure sensors applied across the ventilation valve, wherein "in the case of the design of the ventilation valve as an inspiration valve
  • the respiratory pressure sensor is arranged upstream of the expiratory valve and a second pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction downstream of the exhalation valve and
  • the ventilation pressure sensor is located between the outlet of the inspiratory valve and the inlet of the inspiratory valve
  • Exspirationsventil - preferably at the Y-piece - is arranged, and a second pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction in front of the inspiratory valve, and a third pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction after the exhalation valve.
  • the control variable or the signal which is mathematically related to the flow cross-section of the ventilation valve is preferably an electrical, magnetic, pneumatic or mechanical signal, which either directly or indirectly influenced the flow cross-section of the ventilation valve or can be tapped at this.
  • Respiratory valve signals are all those signals that are understood in the signal chain, starting at the output of the control and
  • Respiratory valve up to the signal corresponding to the flow cross-section of the ventilation valve, can be detected.
  • the determined measured variables are used particularly advantageously using a calculation algorithm for determining the ventilation volume flow.
  • V ' f (w, Pv1, Pv2, a, b, c), in order also to be able to determine quantitatively the volumetric flow.
  • V denote the volume flow
  • Pv1 and Pv2 the pressures before and after the ventilation valve
  • w the opening width or the flow cross-section of the ventilation valve
  • a, b, c further derived from the geometry of the valve parameters
  • the number may be different.
  • the temperature, air pressure and humidity of the respiratory gas can additionally be taken into account.
  • As a mechanical parameter instead of the opening width w of the valve it is also possible, for example, to use the position s of the movable valve body (eg valve piston) of the ventilation valve.
  • the aforementioned signal s is accordingly a position signal of the valve body of the ventilation valve which is movable relative to the valve housing.
  • the location for measuring the pressure before and after the ventilation valve does not necessarily have to be selected directly on the ventilation valve.
  • the measurement of the pressure Pv2 immediately after the ventilation valve but for example, only at a distance of 1, 5 m from the ventilation valve, z. B. in the area of the Y-piece.
  • a simplified volume flow is calculated only from the opening width or from the flow cross section w of the ventilation valve or the position s of its valve body, from which in turn a simplified trigger time can be calculated.
  • a measured variable or a signal which represents the flow cross section or the opening width of the ventilation valve - in conjunction with the pressures at the inlet and at the outlet of the ventilation valve - is a measure of the volume flow of the respiration and can, after further evaluation, inter alia be used as a triggering signal for triggering the mechanical insufflation by the control unit.
  • the control unit is thus designed such that it uses the calculated volume flow signal for further evaluation within the ventilation device and / or used to trigger a mechanical breath.
  • the way of the inventive idea is also not left, if other signals are derived using mathematical models. Decisive for the invention are therefore all signals that, apart from a temporal dependence, in a mathematical Connection, preferably proportional to the opening width of the valve stand.
  • control of a ventilation device is carried out by the method steps:
  • an algorithm is added to the method, which allows to suppress erroneous recognition of the patient's inspiration. Furthermore, the algorithm includes a method to change the sensitivity of the recognition of the inspiratory effort.
  • the determined ventilation volume flow can be used for triggering the mechanical insufflation.
  • the ventilation device is inexpensive and less susceptible to interference, since no volume flow sensors must be used.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the inspiratory branch of a ventilation device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of the expiratory branch of a ventilation device according to the invention.
  • FIG 3 shows a schematic representation of the combination of an expiratory branch and an inspiratory branch of a ventilation device according to the invention.
  • the inspiratory branch essentially comprises a respiratory pressure source 5.1, which is coupled on the output side to the input of the respiration valve 6 designed as an inspiratory valve 6.
  • the inspiratory valve 6.1 in turn is connected on the output side via the inspiratory output 7 and the inspiratory tube 8 to the first stub of the Y-piece 9.
  • the second branch of the Y-piece 9 is connected to the expiratory tube 11 and leads to the only hinted expiratory input 12 of the ventilation device.
  • the central third socket of the Y-piece 9 leads to the symbolically represented patient 10.
  • Two pressure sensors 2.1 and 2.2 are used, of which the respiration pressure sensor 2.1 measures the respiratory pressure P2.1 between the output of the inspiration valve 6.1 and the inspiration output 7 and the pressure sensor 2.2 measures the upstream pressure P2.2 upstream of the inspiration valve 6.1.
  • the Distance measuring system 4 measures the position of the valve body of the inspiratory valve 6.1 with respect to its housing as a measure of the flow cross section, ie, a defined position is assigned a defined flow cross section.
  • the outputs of the pressure sensors 2.1 and 2.2 and the output of the displacement measuring system 4 are signal-conducting connected to the associated inputs of the control and regulating device 1.
  • the control and regulating device 1 has the task of regulating the ventilation pressure P2.1 to the desired value Psoll.
  • control and regulation device 1 calculates, according to a theoretically or experimentally determined algorithm from the pressures P2.1, P2.2 and the control signal Ust, the inspiratory volume flow V and from there, according to another algorithm, the trigger time for starting the next mechanical insufflation.
  • the inspiratory volume flow is derived only from the control signal Ust and from there the trigger time; however, without considering the pressures P2.1 and P2.2.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the expiratory branch of a ventilation device according to the invention, when there is no pressure source in the form of the pressure source 5.1 at the entrance, but a volume flow source in the form of a volume flow source 5.2, which provides a constant flow rate V'insO. This is z.
  • the expiratory branch essentially comprises the volumetric flow source 5.2, which is connected on the output side via the inspiratory outlet 7 and the inspiration tube 8 to the first port of the Y-piece 9.
  • the second branch of the Y-piece 9 is connected to the expiratory tube 11 and leads via the expiration input 12 of the ventilation device to the inlet of the expiration valve 6.2.
  • the expiratory valve 6.2 is the output side coupled by way of example with a pressure source 13, which is formed in this case by an injector for generating a negative pressure.
  • a pressure source 13 which is formed in this case by an injector for generating a negative pressure.
  • Two pressure sensors 2.1 and 2.3 are used, of which the respiratory pressure sensor 2.1 measures the respiratory pressure P2.1 before the expiration valve 6.2 and the pressure sensor 2.3 measures the pressure P2.3 after the expiration valve 6.2.
  • the further processing of the signals is identical to the description of FIG. 1, wherein in each case the pressure sensor 2.2 is to be replaced by the pressure sensor 2.3.
  • the essential difference is that, in contrast to FIG. 1, where the volume flow was determined by the inspiratory valve 6.1, the volume flow is determined by the expiratory valve 6.2.
  • the calculated volume flow V'ex must be subtracted from the feed volume flow VO by the expiration valve 6.2.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the combination of an expiratory branch and an inspiratory branch of a ventilation device according to the invention.
  • the inspiration valve 6.1 and the expiratory valve 6.2 complement each other to form a structural unit, the inspiratory valve 6.1 and the expiration valve 6.2 being mechanically firmly coupled to one another and acting in opposite directions.
  • the mechanical coupling 14 is symbolized by the dashed line. It acts as input again the pressure source 5.1.
  • the inspiratory volume flow is determined in analogy to FIG. 1 and the expiratory volume flow in analogy to FIG. 2.
  • the measurement of the respiratory pressure P2.1 in this case takes place directly on the Y-piece 9.
  • the actuator used equally for both valves 6.1 and 6.2 3 and the distance measuring system 4 are symbolically associated with the inspiratory valve 6.1.
  • the volume flow to the patient 10 is calculated from the difference between the inspiratory volume flow and the expiratory volume flow.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a respiration device with a source (5) for delivering a respiration volumetric flow or a respiration pressure, at least comprising a control circuit, which comprises at least one respiration pressure sensor (2.1) and a control and regulating unit (1), which is designed to determine the pressure deviation of the respiration pressure from the target pressure value and to generate, as a function thereof, at least one control variable of a respiration valve (6) for changing the flow cross section thereof for the respiration volumetric flow. The invention is characterized in that the control and regulating unit (1) is designed to determine the respiration volumetric flow from the control variable or from a signal mathematically related to the flow cross section of the respiration valve.

Description

Beatmungseinrichtung  ventilator

Die Erfindung betrifft eine Beatmungseinrichtung mit einer Quelle zur Lieferung eines Beatmungsvolumenstroms bzw. eines Beatmungsdrucks, zumindest umfassend einen Regelkreis, welcher mindestens einen Beatmungs- Drucksensor sowie eine Steuer- und Regeleinheit umfasst, die zur Ermittlung der Druckabweichung des Beatmungsdruckes gegenüber dem Drucksollwert und zur Erzeugung zumindest einer davon abhängigen Steuergröße eines Beatmungsventils zur Veränderung seines Strömungsquerschnitts für den Beatmungsvolumenstrom ausgebildet ist. The invention relates to a ventilation device with a source for delivering a ventilation volume flow or a ventilation pressure, at least comprising a control loop, which comprises at least one ventilation pressure sensor and a control and regulating unit, which is at least to determine the pressure deviation of the ventilation pressure with respect to the pressure setpoint a dependent control variable of a ventilation valve is designed to change its flow cross section for the ventilation volume flow.

Bei der Messung des Volumenstroms der Atmung bei maschineller Beatmung, nicht invasiver Beatmung bzw. bei Atemhilfe kommen unter anderemWhen measuring the volume flow of the respiratory with mechanical ventilation, non-invasive respiration or respiratory help come among other things

Volumenstromsensoren zum Einsatz, die zwischen dem so genannten Y-Stück und dem Beatmungstubus platziert sind. Insbesondere bei der Beatmung vonVolume flow sensors are used, which are placed between the so-called Y-piece and the breathing tube. Especially in the ventilation of

Neugeborenen kann das innerhalb der Volumenstromsensoren enthalteneNewborn can do this within the volumetric flow sensors

Volumen, welches auch als apparativer Totraum bezeichnet wird, nachteilig sein, da es höhere Beatmungsdruck-Einstellungen erfordert. Volume, which is also referred to as dead space, disadvantageous because it requires higher ventilation pressure settings.

Bei der nicht invasiven Beatmung, bei der dem Patienten das Beatmungsgas nicht über einen Beatmungstubus, sondern vorzugsweise über binasale Nasentuben zugeführt wird, lässt sich aus konstruktiven Gründen hingegen kein derartiger Volumenstromsensor platzieren. In non-invasive ventilation, in which the patient is not supplied with the respiratory gas via a breathing tube, but preferably via binasal nasal tubes, for constructional reasons, no such volume flow sensor can be placed.

Unabhängig davon besteht die Notwendigkeit der Bestimmung des Volumenstromes zum und vom Patienten, die für die Ermittlung des applizierten Volumens, insbesondere aber für die Synchronisation der maschinellen Insufflation mit der spontanen Inspiration des Patienten genutzt werden kann (Triggerung). Um eine solche totraumfreie oder totraumarme Messung des Volumenstromes, zumindest jedoch der Triggerung zu erreichen, werden unterschiedliche Verfahren benutzt. Ist der Strömungswiderstand des Beatmungsgerätes hoch, kann man einen Drucktrigger verwenden, der den durch den Inspirationsbeginn des Patienten erzeugten Abfall des Beatmungsdruckes gegenüber dem positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) ausnutzt. Moderne Beatmungsgeräte verfügen jedoch über Beatmungsdruck-Regelungen solch hoher Regelgüte, dass sich der Beatmungsdruck bei Inspirationsbeginn praktisch nicht ändert und damit für eine Triggerung auf der Basis des Druckes nicht mehr so einfach nutzbar ist. Irrespective of this, there is the necessity of determining the volume flow to and from the patient, which can be used for the determination of the applied volume, but in particular for the synchronization of the automated insufflation with the spontaneous inspiration of the patient (triggering). In order to achieve such a dead space-free or dead space measurement of the volume flow, but at least the triggering, different methods are used. If the flow resistance of the ventilator is high, one can use a pressure trigger which exploits the drop in ventilation pressure produced by the patient's inspiratory start compared to positive end-expiratory pressure (PEEP). However, modern ventilators have ventilation pressure controls of such high control quality that the ventilation pressure practically does not change at the start of inspiration and thus is no longer so easy to use for triggering on the basis of the pressure.

Bei der Ausführung eines Beatmungsgerätes mit Volumenstromsensor wird jeweils ein Volumenstromsensor innerhalb des Inspirations- und innerhalb des Exspirationsschlauchs angeordnet, wobei der zum Patienten strömende Volumenstrom aus der Differenz beider Volumenströme ermittelt werden kann. In the embodiment of a respirator with a volumetric flow sensor, a volumetric flow sensor is arranged within the inspiratory and within the expiratory tube, whereby the volumetric flow to the patient can be determined from the difference between the two volumetric flows.

Bei einer weiteren Variante wird die Volumenänderung des Thorax über von außen um den Brustkorb angelegten Sensoren genutzt. In einer anderen Variante erfasst wiederum eine Druckkapsel die Aktivität der Atemmuskulatur und steuert darüber den Insufflationsbeginn des Beatmungsgerätes. In another variant, the change in volume of the thorax is used via externally applied around the rib cage sensors. In another variant, in turn, a pressure capsule detects the activity of the respiratory muscles and controls the beginning of insufflation of the ventilator.

Den letztgenannten Verfahren ist immanent, dass zusätzliche Sensoren benötigt werden, die in teils komplizierter Weise am Körper des Patienten befestigt werden und die zudem auch nicht störungsfrei arbeiten. The latter method is immanent that additional sensors are needed, which are attached in some complicated way to the body of the patient and also also do not work trouble-free.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Beatmungseinrichtung vorzuschlagen, die totraumfrei, also ohne zusätzliche Volumenstromsensoren, lediglich unter Ausnutzung bereits in der Beatmungseinrichtung vorhandenerThe object of the invention is now to propose a respiration device, the dead space, so without additional flow sensors, only by utilizing already existing in the ventilation device

Signale die Bestimmung des Volumenstroms der Atmung ermöglicht, so dass dieser zumindest für die Triggerung der maschinellen Insufflation verwendet werden kann. Signals allowing the determination of the volume flow of respiration, so that this can be used at least for triggering the mechanical insufflation.

Nach der Konzeption der Erfindung umfasst die Beatmungseinrichtung mit einer Quelle zur Lieferung eines Beatmungsvolumenstroms bzw. eines Beatmungsdrucks zumindest einen Regelkreis, welcher mindestens einen Beatmungs-Drucksensor sowie eine Steuer- und Regeleinheit umfasst, die zur Ermittlung der Druckabweichung des Beatmungsdruckes gegenüber dem Drucksollwert und zur Erzeugung zumindest einer davon abhängigen Steuergröße eines Beatmungsventils zur Veränderung seines Strömungsquerschnitts für den Beatmungsvolumenstrom ausgebildet ist. Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass die Steuer- und Regeleinheit derart ausgebildet ist, um aus der Steuergröße oder einem im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils stehenden Signal den Beatmungsvolumenstrom zu ermitteln. According to the concept of the invention, the respiration device with a source for delivering a ventilation volume flow or a ventilation pressure comprises at least one control circuit, which comprises at least one respiration pressure sensor and a control and regulation unit which determines the pressure deviation of the ventilation pressure from the pressure setpoint and for generating at least one dependent control variable of a ventilation valve is designed to change its flow cross section for the ventilation volume flow. Characteristic of the invention is that the control and regulating unit is designed in such a way to determine the ventilation volume flow from the control variable or a signal which is mathematically related to the flow cross-section of the ventilation valve.

Der Kern der Erfindung liegt im Wesentlichen darin, dass das Beatmungsventil als ein Glied des Regelkreises für den Beatmungsdruck einen hohen pneumatischen Widerstand aufweist, wodurch Veränderungen des Volumenstroms durch dieses Beatmungsventil, beispielsweise infolge einer Spontanatmung eines Patienten, auf Grund der Schnelligkeit des Druckregelkreises zu einer nahezu sofortigen Anpassung des Strömungsquerschnitts des Beatmungsventils führen mit der Folge, dass der Beatmungsdruck konstant gehalten wird. Zum Zwecke einer präziseren Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms wird zusätzlich zu der Steuergröße oder dem im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils stehenden Signal auch der durch den Beatmungs-Drucksensor detektierten Beatmungsdruck hinzugezogen. Als Beatmungsventil ist im Sinne der Erfindung ein Inspirationsventil, ein Exspirationsventil oder ein kombiniertes Inspirations-/Exspirationsventil vorgesehen. Eine noch weiter präzisierte Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem der jeweilig über dem Beatmungsventil anliegende Differenzdruck zweier Drucksensoren berücksichtigt wird, wobei « im Fall der Ausbildung des Beatmungsventils als Inspirationsventil derThe essence of the invention lies essentially in the fact that the ventilation valve has a high pneumatic resistance as a member of the control circuit for the ventilation pressure, whereby changes in the volume flow through this ventilation valve, for example as a result of spontaneous breathing of a patient due to the speed of the pressure control loop to a near Immediate adjustment of the flow cross-section of the ventilation valve lead with the result that the ventilation pressure is kept constant. For the purpose of a more precise determination of the ventilation volume flow, in addition to the control variable or the signal in mathematical relationship with the flow cross-section of the ventilation valve, the ventilation pressure detected by the ventilation pressure sensor is also consulted. As a respiratory valve an inspiratory valve, an expiratory valve or a combined inspiratory / expiratory valve is provided in the context of the invention. An even more precise determination of the ventilation volume flow is achieved according to the invention by taking into account the respective differential pressure of two pressure sensors applied across the ventilation valve, wherein "in the case of the design of the ventilation valve as an inspiration valve

Beatmungs-Drucksensor dem Inspirationsventil nachgeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung vor dem Inspirationsventil platziert ist, Ventilation pressure sensor downstream of the inspiration valve, and a second pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction in front of the inspiratory valve,

• im Fall der Ausbildung des Beatmungsventils als Exspirationsventil der Beatmungs-Drucksensor dem Exspirationsventil vorgeordnet ist und ein zweiter Drucksensor vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung nach dem Exspirationsventil platziert ist und In the case of the design of the ventilation valve as exhalation valve, the respiratory pressure sensor is arranged upstream of the expiratory valve and a second pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction downstream of the exhalation valve and

• im Fall der Ausbildung des Beatmungsventils als kombiniertes Inspirations-/Exspirationsventil der Beatmungs-Drucksensor zwischen dem Ausgang des Inspirationsventils und dem Eingang desIn the case of the ventilation valve being designed as a combined inspiratory / expiratory valve, the ventilation pressure sensor is located between the outlet of the inspiratory valve and the inlet of the inspiratory valve

Exspirationsventil - vorzugsweise am Y-Stück - angeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung vor dem Inspirationsventil platziert ist, und ein dritter Drucksensor vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung nach dem Exspirationsventil platziert ist. Die Steuergröße oder das im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils stehende Signal ist vorzugsweise ein elektrisches, magnetisches, pneumatisches oder mechanisches Signal, welches entweder den Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils mittelbar oder unmittelbar beeinflusst oder an diesem abgreifbar ist. Exspirationsventil - preferably at the Y-piece - is arranged, and a second pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction in front of the inspiratory valve, and a third pressure sensor is provided, which is placed in the flow direction after the exhalation valve. The control variable or the signal which is mathematically related to the flow cross-section of the ventilation valve is preferably an electrical, magnetic, pneumatic or mechanical signal, which either directly or indirectly influenced the flow cross-section of the ventilation valve or can be tapped at this.

Dabei ist dem Fachmann selbstverständlich, dass unter den im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt desIt is obvious to the person skilled in the art that among those in the mathematical context with the flow cross-section of the

Beatmungsventils stehenden Signalen alle diejenigen Signale zu verstehen sind, die in der Signalkette, beginnend bei dem Ausgang der Steuer- undRespiratory valve signals are all those signals that are understood in the signal chain, starting at the output of the control and

Regeleinheit des Druckregelkreises über das Steuersignal für dasControl unit of the pressure control loop via the control signal for the

Beatmungsventil, bis zu demjenigen Signal, welches dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils entspricht, erfassbar sind. Respiratory valve, up to the signal corresponding to the flow cross-section of the ventilation valve, can be detected.

Die ermittelten Messgrößen werden besonders vorteilhafterweise unter Verwendung eines Berechnungsalgorithmus zur Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms eingesetzt. Hierzu nutzt man die Kenntnis der theoretisch oder experimentell ermittelten pneumatischen Kennlinie des Beatmungsventils, wobei V'=f(w, Pv1 , Pv2, a, b, c), um auch quantitativ den Volumenstrom bestimmen zu können. Dabei bedeuten V den Volumenstrom, Pv1 und Pv2 die Drücke vor und nach dem Beatmungsventil, w die Öffnungsweite bzw. der Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils und a, b, c weitere von der Geometrie des Ventiles abgeleitete Parameter, deren Anzahl unterschiedlich sein kann. Für höhere Genauigkeitsansprüche kann zusätzlich auch noch Temperatur, Luftdruck und Feuchte des Atemgases berücksichtigt werden. Als mechanischer Parameter an Stelle der Öffnungsweite w des Ventiles kann beispielsweise auch die Position s des beweglichen Ventilkörpers (z. B. Ventilkolben) des Beatmungsventils verwendet werden. The determined measured variables are used particularly advantageously using a calculation algorithm for determining the ventilation volume flow. For this one uses the knowledge of the theoretically or experimentally determined pneumatic characteristic curve of the ventilation valve, whereby V ' = f (w, Pv1, Pv2, a, b, c), in order also to be able to determine quantitatively the volumetric flow. Here, V denote the volume flow, Pv1 and Pv2 the pressures before and after the ventilation valve, w the opening width or the flow cross-section of the ventilation valve and a, b, c further derived from the geometry of the valve parameters, the number may be different. For higher accuracy requirements, the temperature, air pressure and humidity of the respiratory gas can additionally be taken into account. As a mechanical parameter instead of the opening width w of the valve, it is also possible, for example, to use the position s of the movable valve body (eg valve piston) of the ventilation valve.

Das vorgenannte Signal s ist demnach ein Positionssignal des relativ gegenüber dem Ventilgehäuse beweglichen Ventilkörpers des Beatmungsventils. Der Ort für die Messung des Druckes vor und nach dem Beatmungsventil muss nicht zwingend unmittelbar am Beatmungsventil gewählt werden. So kann im Falle der Verwendung eines Inspirationsventils als Beatmungsventil die Messung des Druckes Pv2 unmittelbar nach dem Beatmungsventil, aber beispielsweise auch erst in einer Entfernung von 1 ,5 m vom Beatmungsventil, z. B. im Bereich des Y-Stücks erfolgen. The aforementioned signal s is accordingly a position signal of the valve body of the ventilation valve which is movable relative to the valve housing. The location for measuring the pressure before and after the ventilation valve does not necessarily have to be selected directly on the ventilation valve. Thus, in the case of using an inspiratory valve as a ventilation valve, the measurement of the pressure Pv2 immediately after the ventilation valve, but for example, only at a distance of 1, 5 m from the ventilation valve, z. B. in the area of the Y-piece.

Im einfachsten, natürlich auch ungenauesten Fall wird ein vereinfachter Volumenstrom lediglich aus der Öffnungsweite bzw. aus dem Strömungsquerschnitt w des Beatmungsventils oder der Position s seines Ventilkörpers berechnet, aus dem wiederum ein vereinfachter Triggerzeitpunkt berechnet werden kann. In the simplest, of course most inaccurate case, a simplified volume flow is calculated only from the opening width or from the flow cross section w of the ventilation valve or the position s of its valve body, from which in turn a simplified trigger time can be calculated.

Erfindungsgemäß ist somit eine Messgröße bzw. ein Signal, welches den Strömungsquerschnitt bzw. die Öffnungsweite des Beatmungsventils repräsentiert - in Verbindung mit den Drücken am Eingang und am Ausgang des Beatmungsventils - ein Maß für den Volumenstrom der Atmung und kann nach einer weiteren Bewertung, u. a. auch als auslösendes Signal für die Triggerung der maschinellen Insufflation durch die Steuer- und Regeleinheit verwendet werden. Die Steuer- und Regeleinheit ist also derart ausgebildet, dass sie das berechnete Volumenstromsignal zur weiteren Auswertung innerhalb der Beatmungseinrichtung verwendet und / oder zur Triggerung eines maschinellen Atemzuges verwendet. Der Weg des Erfindungsgedankens wird auch nicht verlassen, wenn unter Verwendung von mathematischen Modellen auch andere Signale abgeleitet werden. Maßgeblich für die Erfindung sind demnach alle Signale, die, abgesehen von einer zeitlichen Abhängigkeit, in einem mathematischen Zusammenhang, vorzugsweise proportional, zur Öffnungsweite des Ventils stehen. According to the invention, therefore, a measured variable or a signal which represents the flow cross section or the opening width of the ventilation valve - in conjunction with the pressures at the inlet and at the outlet of the ventilation valve - is a measure of the volume flow of the respiration and can, after further evaluation, inter alia be used as a triggering signal for triggering the mechanical insufflation by the control unit. The control unit is thus designed such that it uses the calculated volume flow signal for further evaluation within the ventilation device and / or used to trigger a mechanical breath. The way of the inventive idea is also not left, if other signals are derived using mathematical models. Decisive for the invention are therefore all signals that, apart from a temporal dependence, in a mathematical Connection, preferably proportional to the opening width of the valve stand.

Verfahrensmäßig erfolgt die Regelung einer Beatmungseinrichtung durch die Verfahrensschritte: According to the method, the control of a ventilation device is carried out by the method steps:

• Erfassung der Eingangsgrößen und/oder der Ausgangsgrößen des Beatmungsventils, wie z. B. der Steuergrößen, oder der in Zusammenhang mit der Öffnungsweite des Ventiles stehender Größen und vorzugsweise mindestens einem der Drücke Pv1 und Pv2 über dem Beatmungsventil, und nachfolgend • Acquisition of the input variables and / or the output variables of the ventilation valve, such. As the control variables, or the standing in connection with the opening width of the valve sizes, and preferably at least one of the pressures Pv1 and Pv2 above the ventilation valve, and subsequently

• Einsetzen der Eingangsgrößen und/oder Ausgangsgrößen als Messgrößen unter Verwendung eines Berechnungsalgorithmus zur Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms. • Insertion of the input variables and / or output variables as measured variables using a calculation algorithm for determining the ventilation volume flow.

Zur Optimierung wird dem Verfahren ein Algorithmus hinzugefügt, welcher es gestattet, eine fehlerhafte Erkennung der Einatmung des Patienten zu unterdrücken. Ferner beinhaltet der Algorithmus eine Methode, um die Empfindlichkeit der Erkennung der Inspirationsbemühung zu verändern. For optimization, an algorithm is added to the method, which allows to suppress erroneous recognition of the patient's inspiration. Furthermore, the algorithm includes a method to change the sensitivity of the recognition of the inspiratory effort.

Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen: The significant advantages and features of the invention over the prior art are essentially:

■ die Detektierung der Inspiration des Patienten und Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms zum Patienten erfolgt - ohne zusätzlichen apparativen Totraum - lediglich unter Ausnutzung bereits vorhandener geräteinterner Signale, ■ the detection of the inspiration of the patient and determination of the ventilation volume flow to the patient takes place - without additional equipment dead space - only by utilizing already existing device-internal signals,

■ der ermittelte Beatmungsvolumenstrom kann für die Triggerung der maschinellen Insufflation verwendet werden. ■ die Beatmungseinrichtung ist kostengünstig und weniger störanfällig, da keine Volumenstromsensoren eingesetzt werden müssen. ■ The determined ventilation volume flow can be used for triggering the mechanical insufflation. ■ The ventilation device is inexpensive and less susceptible to interference, since no volume flow sensors must be used.

Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen: The objectives and advantages of this invention will become better understood and appreciated after a careful study of the following detailed description of the preferred non-limiting example embodiments of the invention herein, together with the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung des inspiratorischen Zweiges einer erfindungsgemäßen Beatmungseinrichtung, 1 shows a schematic representation of the inspiratory branch of a ventilation device according to the invention,

Fig. 2: eine schematische Darstellung des exspiratorischen Zweiges einer erfindungsgemäßen Beatmungseinrichtung und 2 is a schematic representation of the expiratory branch of a ventilation device according to the invention and

Fig. 3: eine schematische Darstellung der Kombination eines exspiratorischen Zweiges und eines inspiratorischen Zweiges einer erfindungsgemäßen Beatmungseinrichtung. 3 shows a schematic representation of the combination of an expiratory branch and an inspiratory branch of a ventilation device according to the invention.

Die Fig. 1 illustriert eine schematische Darstellung des inspiratorischen Zweiges einer erfindungsgemäßen Beatmungseinrichtung. Der inspiratorische Zweig umfasst im Wesentlichen eine Beatmungsdruckquelle 5.1 , die ausgangsseitig mit dem Eingang des als Inspirationsventil 6. 1 ausgebildeten Beatmungsventils 6 gekoppelt ist. Das Inspirationsventil 6.1 seinerseits ist ausgangsseitig über den Inspirationsausgang 7 und den Inspirationsschlauch 8 mit dem ersten Stutzen des Y-Stücks 9 verbunden. Der zweite Stutzen des Y- Stücks 9 ist mit dem Exspirationsschlauch 11 verbunden und führt zu dem nur andeutungsweise dargestellten Exspirationseingang 12 der Beatmungseinrichtung. Der zentrale dritte Stutzen des Y-Stückes 9 führt zum symbolisch dargestellten Patienten 10. 1 illustrates a schematic representation of the inspiratory branch of a ventilation device according to the invention. The inspiratory branch essentially comprises a respiratory pressure source 5.1, which is coupled on the output side to the input of the respiration valve 6 designed as an inspiratory valve 6. The inspiratory valve 6.1 in turn is connected on the output side via the inspiratory output 7 and the inspiratory tube 8 to the first stub of the Y-piece 9. The second branch of the Y-piece 9 is connected to the expiratory tube 11 and leads to the only hinted expiratory input 12 of the ventilation device. The central third socket of the Y-piece 9 leads to the symbolically represented patient 10.

Es finden zwei Drucksensoren 2.1 und 2.2 Verwendung, von denen der Beatmungs-Drucksensor 2.1 den Beatmungsdruck P2.1 zwischen dem Ausgang des Inspirationsventils 6.1 und dem Inspirationsausgang 7 und der Drucksensor 2.2 den Vordruck P2.2 vor dem Inspirationsventil 6.1 misst. Das Wegmess-System 4 misst die Position des Ventilkörpers des Inspirationsventils 6.1 gegenüber dessen Gehäuse als Maß für den Strömungsquerschnitt, d. h. einer definierten Position ist ein definierter Strömungsquerschnitt zugeordnet. Die Ausgänge der Drucksensoren 2.1 und 2.2 sowie der Ausgang des Wegmess-Systems 4 sind signalleitend mit den zugehörigen Eingängen der Steuer- und Regeleinrichtung 1 verbunden. Die Steuer- und Regeleinrichtung 1 hat die Aufgabe der Regelung des Beatmungsdruckes P2.1 auf den Sollwert Psoll. Zu diesem Zweck erzeugt sie aus der Regelabweichung (Psoll- P2.1) über einen Regelalgorithmus das Steuersignal Ust, mit welchem der auf das Inspirationsventil 6.1 wirkende Aktuator 3 beaufschlagt wird. Der Aktuator 3 verändert die Position des Ventilkörpers, so dass das Regelziel erreicht wird. Die Steuer- und Regeleinrichtung 1 berechnet nach einem theoretisch oder experimentell ermittelten Algorithmus aus den Drücken P2.1 , P2.2 und dem Steuersignal Ust den inspiratorischen Volumenstrom V und daraus nach einem weiteren Algorithmus den Triggerzeitpunkt zum Starten der nächsten maschinellen Insufflation. In einer weiteren vereinfachten Ausführung wird der inspiratorische Volumenstrom lediglich aus dem Steuersignal Ust und daraus der Triggerzeitpunkt abgeleitet; jedoch ohne Berücksichtigung der Drücke P2.1 und P2.2. Two pressure sensors 2.1 and 2.2 are used, of which the respiration pressure sensor 2.1 measures the respiratory pressure P2.1 between the output of the inspiration valve 6.1 and the inspiration output 7 and the pressure sensor 2.2 measures the upstream pressure P2.2 upstream of the inspiration valve 6.1. The Distance measuring system 4 measures the position of the valve body of the inspiratory valve 6.1 with respect to its housing as a measure of the flow cross section, ie, a defined position is assigned a defined flow cross section. The outputs of the pressure sensors 2.1 and 2.2 and the output of the displacement measuring system 4 are signal-conducting connected to the associated inputs of the control and regulating device 1. The control and regulating device 1 has the task of regulating the ventilation pressure P2.1 to the desired value Psoll. For this purpose, it generates the control signal Ust from the control deviation (Psoll-P2.1) via a control algorithm, with which the actuator 3 acting on the inspiratory valve 6.1 is acted upon. The actuator 3 changes the position of the valve body so that the control target is achieved. The control and regulation device 1 calculates, according to a theoretically or experimentally determined algorithm from the pressures P2.1, P2.2 and the control signal Ust, the inspiratory volume flow V and from there, according to another algorithm, the trigger time for starting the next mechanical insufflation. In a further simplified embodiment, the inspiratory volume flow is derived only from the control signal Ust and from there the trigger time; however, without considering the pressures P2.1 and P2.2.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des exspiratorischen Zweiges einer erfindungsgemäßen Beatmungseinrichtung, wenn am Eingang keine Druckquelle in Gestalt der Druckquelle 5.1 vorliegt, sondern eine Volumenstromquelle in Gestalt einer Volumenstromquelle 5.2, die einen konstanten Volumenstrom V'insO liefert. Dies ist z. B. der Fall bei Geräten für die CPAP-Atemhilfe. Der exspiratorische Zweig umfasst im Wesentlichen die Volumenstromquelle 5.2 die ausgangsseitig über den Inspirationsausgang 7 und den Inspirationsschlauch 8 mit dem ersten Stutzen des Y-Stückes 9 verbunden ist. Der zweite Stutzen des Y-Stückes 9 ist mit dem Exspirationsschlauch 11 verbunden und führt über den Exspirationseingang 12 der Beatmungseinrichtung zum Eingang des Exspirationsventils 6.2. Der zentrale dritte Stutzen des Y-Stückes 9 führt zum symbolisch dargestellten Patienten 10. Das Exspirationsventil 6.2 ist ausgangsseitig exemplarisch mit einer Druckquelle 13 gekoppelt, die in diesem Fall durch einen Injektor zur Erzeugung eines negativen Drucks gebildet wird. Es finden zwei Drucksensoren 2.1 und 2.3 Verwendung, von denen der Beatmungs- Drucksensor 2.1 den Beatmungsdruck P2.1 vor dem Exspirationsventil 6.2 und der Drucksensor 2.3 den Druck P2.3 nach dem Exspirationsventil 6.2 misst. Die weitere Verarbeitung der Signale ist identisch zur Beschreibung der Fig. 1 , wobei jeweils der Drucksensor 2.2 durch den Drucksensor 2.3 zu ersetzen ist. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass im Gegensatz zur Fig. 1 , wo der Volumenstrom durch das Inspirationsventil 6.1 bestimmt wurde, der Volumenstrom durch das Exspirationsventil 6.2 bestimmt wird. Zur Bestimmung des Volumenstromes zum Patienten 10 muss der berechnete Volumenstrom V'ex durch das Exspirationsventil 6.2 von dem Speise-Volumenstrom VO subtrahiert werden. 2 shows a schematic representation of the expiratory branch of a ventilation device according to the invention, when there is no pressure source in the form of the pressure source 5.1 at the entrance, but a volume flow source in the form of a volume flow source 5.2, which provides a constant flow rate V'insO. This is z. As is the case with CPAP breathing apparatus. The expiratory branch essentially comprises the volumetric flow source 5.2, which is connected on the output side via the inspiratory outlet 7 and the inspiration tube 8 to the first port of the Y-piece 9. The second branch of the Y-piece 9 is connected to the expiratory tube 11 and leads via the expiration input 12 of the ventilation device to the inlet of the expiration valve 6.2. Of the central third port of the Y-piece 9 leads to the symbolically illustrated patient 10. The expiratory valve 6.2 is the output side coupled by way of example with a pressure source 13, which is formed in this case by an injector for generating a negative pressure. Two pressure sensors 2.1 and 2.3 are used, of which the respiratory pressure sensor 2.1 measures the respiratory pressure P2.1 before the expiration valve 6.2 and the pressure sensor 2.3 measures the pressure P2.3 after the expiration valve 6.2. The further processing of the signals is identical to the description of FIG. 1, wherein in each case the pressure sensor 2.2 is to be replaced by the pressure sensor 2.3. The essential difference is that, in contrast to FIG. 1, where the volume flow was determined by the inspiratory valve 6.1, the volume flow is determined by the expiratory valve 6.2. To determine the volume flow to the patient 10, the calculated volume flow V'ex must be subtracted from the feed volume flow VO by the expiration valve 6.2.

Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Kombination eines exspiratorischen Zweiges und eines inspiratorischen Zweiges einer erfindungsgemäßen Beatmungseinrichtung. In diesem Fall ergänzen sich das Inspirationsventil 6.1 und das Exspirationsventil 6.2 zu einer konstruktiven Einheit, wobei das Inspirationsventil 6.1 und das Exspirationsventil 6.2 mechanisch fest miteinander gekoppelt sind und gegenläufig wirken. Die mechanische Kopplung 14 ist durch die gestrichelte Linie symbolisiert. Es wirkt als Eingang wieder die Druckquelle 5.1. Der inspiratorische Volumenstrom wird in Analogie zu Fig. 1 bestimmt und der exspiratorische Volumenstrom in Analogie zu Fig. 2. Die Messung des Beatmungsdruckes P2.1 erfolgt in diesem Falle unmittelbar am Y-Stück 9. Der für beide Ventile 6.1 und 6.2 gleichermaßen verwendete Aktuator 3 sowie das Wegmess-System 4 sind symbolhaft dem Inspirationsventil 6.1 zugeordnet. Der Volumenstrom zum Patienten 10 wird aus der Differenz des inspiratorischen Volumenstroms zum exspiratorischen Volumenstrom berechnet. FIG. 3 shows a schematic representation of the combination of an expiratory branch and an inspiratory branch of a ventilation device according to the invention. In this case, the inspiration valve 6.1 and the expiratory valve 6.2 complement each other to form a structural unit, the inspiratory valve 6.1 and the expiration valve 6.2 being mechanically firmly coupled to one another and acting in opposite directions. The mechanical coupling 14 is symbolized by the dashed line. It acts as input again the pressure source 5.1. The inspiratory volume flow is determined in analogy to FIG. 1 and the expiratory volume flow in analogy to FIG. 2. The measurement of the respiratory pressure P2.1 in this case takes place directly on the Y-piece 9. The actuator used equally for both valves 6.1 and 6.2 3 and the distance measuring system 4 are symbolically associated with the inspiratory valve 6.1. The volume flow to the patient 10 is calculated from the difference between the inspiratory volume flow and the expiratory volume flow.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN LIST OF REFERENCE SIGNS

1 Steuer- und Regeleinheit1 control unit

2 Drucksensor(en) 2 pressure sensor (s)

2.1 Beatmungs-Drucksensor 2.1 Ventilation pressure sensor

2.2 Drucksensor 2.2 Pressure sensor

2.3 Drucksensor  2.3 Pressure sensor

3 Aktuator  3 actuator

4 Wegmess-System  4 way measuring system

5 Quelle(n)  5 source (s)

5.1 Beatmungsdruckquelle  5.1 Ventilation pressure source

5.2 Beatmungsvolumenstromquelle 5.2 Ventilation volume flow source

6 Beatmungsventil 6 ventilation valve

6.1 Inspirationsventil  6.1 Inspiratory valve

6.2 Exspirationsventil  6.2 Exhalation valve

7 Inspirationsausgang  7 inspiration output

8 Inspirationsschlauch  8 inspiratory tube

9 Y-Stück  9 Y-piece

10 Patient  10 patient

11 Exspirationsschlauch  11 expiratory tube

12 Exspirationseingang  12 expiration entrance

13 Druckquelle  13 pressure source

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Beatmungseinrichtung mit einer Quelle (5) zur Lieferung eines Beatmungsvolumenstroms bzw. eines Beatmungsdrucks, zumindest umfassend einen Regelkreis, welcher mindestens einen Beatmungs- Drucksensor (2.1) sowie eine Steuer- und Regeleinheit (1) umfasst, die zur Ermittlung der Druckabweichung des Beatmungsdruckes gegenüber dem Drucksollwert und zur Erzeugung zumindest einer davon abhängigen Steuergröße eines Beatmungsventils (6) zur Veränderung seines Strömungsquerschnitts für den Beatmungsvolumenstrom ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheit (1) derart ausgebildet ist, um aus der Steuergröße oder einem im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils stehenden Signal den Beatmungsvolumenstrom zu ermitteln. 1. Ventilation device with a source (5) for delivering a ventilation volume flow or a ventilation pressure, at least comprising a control loop, which comprises at least one ventilation pressure sensor (2.1) and a control and regulating unit (1) for determining the pressure deviation of the ventilation pressure is designed to change its flow cross-section for the ventilation volume flow relative to the desired pressure value and for generating at least one dependent control variable of a ventilation valve (6), characterized in that the control unit (1) is designed to from the control variable or a mathematical Connection with the flow cross-section of the ventilation valve signal to determine the ventilation volume flow. 2. Beatmungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke einer präziseren Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms zusätzlich zu der Steuergröße oder dem im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils stehenden Signal auch der durch den Beatmungs- Drucksensor (2.1) detektierte Beatmungsdruck hinzugezogen wird. 2. Ventilation device according to claim 1, characterized in that for the purpose of a more precise determination of the ventilation volume flow in addition to the control variable or the mathematically related to the flow cross-section of the ventilation valve signal also by the ventilation pressure sensor (2.1) detected ventilation pressure is consulted. 3. Beatmungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beatmungsventil (6) als Inspirationsventil (6.1) oder Exspirationsventil (6.2) oder kombiniertes Inspirations- /Exspirationsventil (6.1 , 6.2) ausgebildet ist. 3. Ventilation device according to claim 1 or 2, characterized in that the ventilation valve (6) as an inspiratory valve (6.1) or expiratory valve (6.2) or combined inspiratory / expiratory valve (6.1, 6.2) is formed. 4. Beatmungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine noch weiter präzisierte Ermittlung des Beatmungsvolumenstroms dadurch erreicht wird, indem der jeweilig über dem Beatmungsventil (6) anliegende Differenzdruck zweier Drucksensoren (2.1 , 2.2, 2.3) berücksichtigt wird, wobei a. im Fall der Ausbildung des Beatmungsventils (6) als Inspirationsventil (6.1) der Beatmungs-Drucksensor (2.1) dem Inspirationsventil (6.1) nachgeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor (2.2) vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung vor dem Inspirationsventil (6.1) platziert ist, b. im Fall der Ausbildung des Beatmungsventils (6) als Exspirationsventil (6.2) der Beatmungs-Drucksensor (2.1) dem Exspirationsventil (6.2) vorgeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor (2.3) vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung nach dem Exspirationsventil (6.2) platziert ist und c. im Fall der Ausbildung des Beatmungsventils (6) als kombiniertes Inspirations-/Exspirationsventil (6.1 , 6.2) der Beatmungs- Drucksensor (2.1) zwischen dem Ausgang des Inspirationsventils (6.1) und dem Eingang des Exspirationsventil (6.2) angeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor (2.2) vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung vor dem Inspirationsventil (6.1) platziert ist, und ein dritter Drucksensor (2.3) vorgesehen ist, der in Strömungsrichtung nach dem Exspirationsventil (6.2) platziert ist. 4. Ventilation device according to one of claims 1 to 3, characterized in that an even more precise determination of the ventilation volume flow is achieved by the respective above the ventilation valve (6) applied differential pressure of two pressure sensors (2.1, 2.2, 2.3) is taken into account, wherein a. in the case of the formation of the ventilation valve (6) as inspiratory valve (6.1) the ventilation pressure sensor (2.1) is arranged downstream of the inspiration valve (6.1), and a second pressure sensor (2.2) is provided, which is placed in the flow direction upstream of the inspiration valve (6.1) , b. in the case of the formation of the ventilation valve (6) as exhalation valve (6.2) the ventilation pressure sensor (2.1) upstream of the expiratory valve (6.2), and a second pressure sensor (2.3) is provided, which is placed in the flow direction after the exhalation valve (6.2) and c. in the case of the formation of the ventilation valve (6) as a combined inspiratory / expiratory valve (6.1, 6.2), the respiratory pressure sensor (2.1) is arranged between the outlet of the inspiratory valve (6.1) and the inlet of the expiratory valve (6.2), and a second pressure sensor (2.2) is provided, which is placed in the flow direction before the inspiratory valve (6.1), and a third pressure sensor (2.3) is provided, which is placed in the flow direction after the exhalation valve (6.2). 5. Beatmungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße oder das im mathematischen Zusammenhang mit dem Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils (6) stehende Signal als elektrisches, magnetisches, pneumatisches oder mechanisches Signal ausgebildet ist, welches entweder den Strömungsquerschnitt des Beatmungsventils (6) mittelbar oder unmittelbar beeinflusst oder an diesem abgreifbar ist. 5. Ventilation device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control variable or in mathematical relationship with the flow cross-section of the ventilation valve (6) standing signal is formed as electrical, magnetic, pneumatic or mechanical signal, which either the flow cross-section of the ventilation valve (6) is directly or indirectly influenced or identifiable. 6. Beatmungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Positionssignal des relativ gegenüber dem Ventilgehäuse beweglichen Ventilkörpers des Beatmungsventils (6) ist. 6. Ventilation device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the signal is a position signal of the relative to the valve housing movable valve body of the ventilation valve (6). 7. Beatmungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter der Funktion des Berechnungsalgorithmus zusätzlich die Temperatur, der Luftdruck und die Feuchte des Atemgases berücksichtigt sind. 7. Ventilation device according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a parameter of the function of the calculation algorithm in addition, the temperature, the air pressure and the humidity of the respiratory gas are taken into account. 8. Beatmungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheit (1) derart ausgebildet ist, dass sie das berechnete Volumenstromsignal zur Triggerung eines maschinellen Atemzuges verwendet. 8. Ventilation device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control and regulating unit (1) is designed such that it uses the calculated volume flow signal for triggering a mechanical breath.
PCT/DE2010/000741 2009-07-03 2010-06-28 Respiration device Ceased WO2011000359A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009031826A DE102009031826B4 (en) 2009-07-03 2009-07-03 ventilator
DE102009031826.7 2009-07-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011000359A1 true WO2011000359A1 (en) 2011-01-06
WO2011000359A4 WO2011000359A4 (en) 2011-03-17

Family

ID=42990127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2010/000741 Ceased WO2011000359A1 (en) 2009-07-03 2010-06-28 Respiration device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009031826B4 (en)
WO (1) WO2011000359A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203320A (en) * 2012-03-21 2014-12-10 皇家飞利浦有限公司 Systems and methods for controlling insufflation pressure during insufflation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3961627A (en) * 1973-09-07 1976-06-08 Hoffmann-La Roche Inc. Automatic regulation of respirators
GB2026326A (en) * 1978-07-17 1980-02-06 Draegerwerk Ag Respiratory apparatus
FR2573658A1 (en) * 1984-11-26 1986-05-30 Air Liquide Positive expiratory pressure device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1579882A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-28 Stephan Dr. Böhm Non-invasive method and apparatus for optimizing the respiration for atelectatic lungs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3961627A (en) * 1973-09-07 1976-06-08 Hoffmann-La Roche Inc. Automatic regulation of respirators
GB2026326A (en) * 1978-07-17 1980-02-06 Draegerwerk Ag Respiratory apparatus
FR2573658A1 (en) * 1984-11-26 1986-05-30 Air Liquide Positive expiratory pressure device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203320A (en) * 2012-03-21 2014-12-10 皇家飞利浦有限公司 Systems and methods for controlling insufflation pressure during insufflation
CN104203320B (en) * 2012-03-21 2017-05-03 皇家飞利浦有限公司 Systems and methods for controlling insufflation pressure during insufflation
US10500356B2 (en) 2012-03-21 2019-12-10 Koninklijke Philips N.V. System and method for controlling insufflation pressure during inexsufflation

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009031826B4 (en) 2011-06-22
WO2011000359A4 (en) 2011-03-17
DE102009031826A1 (en) 2011-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004006396B4 (en) Device for ventilation and method for controlling a ventilator
DE69736808T2 (en) DETERMINATION OF LEAKAGE FLOW
EP0491969B1 (en) Lung ventilator with a flow rate dependent trigger threshold
EP3691723B1 (en) Ventilator with automatic detection of a fault in a flow sensor, taking into account spontaneous breathing
EP3344317B1 (en) Ventilator with error detection for flow sensors
DE102016012824A1 (en) Method and apparatus for adaptively controlling positive end-expiratory pressure (PEEP)
DE102004014619A1 (en) Leak detection system for respiratory gas supply apparatus has computer calculating respiratory parameter resistance and compliance and leak for two or more successive breathing cycles
EP3423136B1 (en) Device for ventilating a patient
DE102017217859A1 (en) Ventilation device with flow and pressure signal based detection of errors of a flow sensor of the device
DE102009005048A1 (en) Inspiratory leakage volume determining method for use during provision of artificial respiration to patient, involves determining real total volume by subtracting inspiration time from inspiratory total volume
DE102007031043B4 (en) Oxygen supply means
EP3957347B1 (en) Ventilator for high-flow oxygen therapy
DE102018003026A1 (en) Ventilation device with a safety valve
EP2989978A1 (en) Artificial respiration device and method for same
DE102014006780A1 (en) Respiratory device and method for determining a fresh gas flow
WO2022002816A1 (en) Determination device, medical apparatus, adjustment unit, computer program product, storage means and method for determining a carbon dioxide concentration in measurement gas
DE102016007336A1 (en) Medical device and method for alarm organization
DE102009031826B4 (en) ventilator
EP2540334B1 (en) Breathing system
WO2020156762A1 (en) Ventilation apparatus and ventilation method
EP4157408B1 (en) Ventilator and method for determining at least the tissue-related resistance in the respiratory tract
EP2543406B1 (en) Ventilation system
EP2165726A2 (en) Method and device for automatic determination of a ventilation volume during mechanical breathing taking leakages into consideration
Larsen et al. Pocket Guide Beatmung
EP3479861B1 (en) Device for ventilation taking into account the effects of a tube

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10742406

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10742406

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1