DE202020102459U1

DE202020102459U1 - Beatmungsgerät

Info

Publication number: DE202020102459U1
Application number: DE202020102459.0U
Authority: DE
Original assignee: Richard Brink GmbH and Co KG
Current assignee: Richard Brink GmbH and Co KG
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-08-02
Anticipated expiration: 2030-05-01

Abstract

Beatmungsgerät (1) zur Beatmung eines Patienten mit einem Atemgas, aufweisend
- einen Hubkolbenverdichter (4) mit einem in einem Behälter (41) verfahrbaren Kolben (42) und einer durch ein Rückschlagventil (43) verschließbaren Zuführöffnung für das einzuatmende Atemgas,
- ein Inspirationsventil (9),
- ein Exspirationsventil (10),
- wobei der Behälter (41) fluidisch mit dem Inspirationsventil (9) verbunden ist,
- wobei das Inspirationsventil (9) einen Auslass (93) zum Anschluss einer Inspirationsleitung (6) aufweist,
- wobei das Exspirationsventil (10) einen Einlass (101) zum Anschluss einer Exspirationsleitung (7) aufweist,
- wobei der Kolben (42) direkt oder indirekt mit einer Antriebswelle (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- auf der Antriebswelle (3) wenigstens eine Steuerscheibe (11, 12) zu Steuerung des Inspirationsventils (9) und des Exspirationsventils (10) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Beatmungsgeräte werden insbesondere zur künstlichen Beatmung von narkotisierten Patienten eingesetzt.
Wichtig bei solchen Beatmungsgeräten ist insbesondere eine exakte Steuerung eines Inspirationsvorgangs und eines Exspirationsvorgangs, um den Patienten zum einen mit der notwendigen Sauerstoffmenge zu versorgen, ohne dabei die Atemwege und insbesondere die Lunge des Patienten zu stark zu belasten.
Nachteilig an diesen Beatmungsgeräten ist die relativ aufwändige Steuerung des Inspirationsvorgangs und des Exspirationsvorgangs sowie die Wartung und ggf. Instandsetzung bei Ausfall eines der Bauteile eines solchen Beatmungsgerätes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beatmungsgerät bereitzustellen, das einerseits eine zuverlässige Steuerung des Inspirations- und Exspirationsvorgangs ermöglicht und gleichzeitig in einfacher Weise zu warten ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Beatmungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät zur Beatmung eines Patienten mit einem Atemgas weist einen Hubkolbenverdichter mit einem in einem Behälter verfahrbaren Kolben und einer durch ein Rückschlagventil verschließbaren Zuführöffnung für das einzuatmende Atemgas auf.
Das Beatmungsgerät weist des Weiteren ein Inspirationsventil und ein Exspirationsventil auf.
Der Behälter ist fluidisch mit dem Inspirationsventil verbunden.
Das Inspirationsventil weist einen Auslass zum Anschluss einer Inspirationsleitung auf. Des Weiteren weist das Exspirationsventil einen Einlass zum Anschluss einer Exspirationsleitung auf.
Der Kolben ist dabei direkt oder indirekt mit einer Antriebswelle gekoppelt.
Auf der Antriebswelle ist wenigstens eine Steuerscheibe zur Steuerung des Inspirationsventils und des Exspirationsventils angeordnet.
Mit einem solchermaßen ausgebildeten Beatmungsgerät ist eine zuverlässige Beatmung des Patienten gesichert.
Durch die wenigstens eine Steuerscheibe auf der gleichzeitig den Kolben des Hubkolbenverdichters ansteuernden Antriebswelle ist zugleich eine einfache und kompakte Bauweise eines solchen Beatmungsgeräts mit wenigen Bauteilen ermöglicht.
Die Steuerscheiben dienen dabei in erster Linie der Steuerung des Verhältnisses der Inspirationsdauer zur Exspirationsdauer.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Beatmungsgerät ein Zu- und Abführungsstück zur Zuführung und Abführung des Atemgases in/aus einem Atemweg des Patienten, wobei das Zu- und Abführungsstück über die Inspirationsleitung an das Inspirationsventil und über die Exspirationsleitung an das Exspirationsventil anschliessbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind jeweils mindestens eine der Steuerscheiben zur Steuerung des Inspirationsventils und mindestens eine der Steuerscheiben zur Steuerung des Exspirationsventils vorgesehen.
Denkbar ist auch eine Ausbildung einer Steuerscheibe mit mehreren Steuerkurven, die der Steuerung des Inspirationsventils und des Exspirationsventils dient.
Bevorzugt ist ein Außenrand der wenigstens einen Steuerscheibe zur Ansteuerung des Inspirationsventils und des Exspirationsventils ausgebildet.
Dadurch ist eine einfache mechanische Ankopplung an die Ventile ermöglicht.
Der Außenrand der Steuerscheiben ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung mit Erhöhungen oder Vertiefungen versehen, die zum Öffnen bzw. Verschließen des Inspirationsventils und des Exspirationsventils durch Rotation der Steuerscheiben dienen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist die das Inspirationsventil steuernde Steuerscheibe derart ausgeführt, dass eine Öffnung des Inspirationsventils ausschließlich erfolgt, wenn der Kolben sich in Kompressionsrichtung bewegt, bei der das Atemgas in die Druckleitung gedrückt wird, wobei die das Exspirationsventil steuernde Steuerscheibe derart geformt und an der Antriebswelle angeordnet ist, dass das Exspirationsventil bei geöffnetem Inspirationsventil geschlossen ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist das Inspirationsventil mit einem Überdruckventil versehen.
Durch das Überdruckventil kann die Lunge des Patienten in einfacher Weise vor einem zu hohen Druck geschützt werden.
Das Exspirationsventil ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung mit einem Mindestdruckventil versehen, zur Abgabe von exhaliertem Gas bis zu einem voreingestellten Mindestdruck.
Durch das Mindestdruckventil wird ermöglicht, einen Mindestdruck in der Lunge aufrechtzuerhalten, um ein Zusammenfallen der Alveolen der Lunge zu verhindern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind auf der Antriebswelle mehrere Steuerscheiben zu Steuerung des Inspirationsventils und mehrere Steuerscheiben zu Steuerung des Exspirationsventils angeordnet.
Dies ermöglicht eine Variation von Betätigungszeitpunkt und Betätigungsdauer der Ventile durch einfaches Positionsverschieben der Steuerscheiben relativ zu den Schaltelementen der Ventile.
Beispielsweise kann so eine vorbestimmte Vorkompression oder die Druckhaltedauer in der Inspirationsphase in einfacher Weise verändert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist an der Inspirationsleitung ein Manometer angeschlossen, um den zulässigen Höchstdruck und Mindestdruck im System Inspirationsleitung - Zu- und Abführungsstück - Exspirationsleitung überprüfen zu können.
Sofern die Inspirationsleitung selbst kein Rückschlagventil aufweist, das ein Ansaugen von Atemgas aus der Lunge in Richtung des Hubkolbenverdichters verhindert, kann mit dem Manometer in der Inspirationsleitung sowohl der Druck in der Inspirationsphase als auch in der Exspirationsphase auf der Seite der Exspirationsleitung gemessen werden.
Verfügt die Inspirationsleitung gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante über ein solches Rückschlagventil, ist vorteilhaft sowohl in der Inspirationsleitung als auch in der Exspirationsleitung ein solches Manometer angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Kolben über einen Exzenter mit der Antriebswelle gekoppelt.
Der Exzenter ist dabei bevorzugt als Exzenterscheibe ausgebildet, an der ein Kolbenanschlussstück des Kolbens zur Einstellung eines Hubs des Kolbens radial verstellbar festlegbar ist.
Dadurch ist in einfacher Weise eine Einstellung des Kolbenhubs und damit des Volumens an Atemgas in einem Inspirationszyklus ermöglicht.
Die Antriebswelle selbst ist bevorzugt motorisch antreibbar, insbesondere mithilfe eines Elektromotors.
Denkbar ist aber auch ein handbetätigter Antrieb der Antriebswelle, beispielsweise über eine Handkurbel, was insbesondere auch einen stromlosen Betrieb des Beatmungsgerätes ermöglicht.
Auch durch Variieren der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle ist eine Variation der Betätigungsdauer der Ventile und damit der Atemfrequenz in einfacher Weise ermöglicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist an der Zuführöffnung für das einzuatmende Atemgas ein Anschluss zur Zuführung von Sauerstoff vorgesehen. Dadurch ist ermöglicht, dass als Atemgas sowohl Umgebungsluft als auch ein Luft-Sauerstoff-Gemisch oder gegebenenfalls auch reiner Sauerstoff einsetzbar ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Beatmungsgerätes,
2 eine Seitenansicht des Beatmungsgerätes gemäß 1,
3 eine schematische Darstellung eines Beatmungsgerätes während eines Inspirationsvorgangs,
4 die schematische Darstellung des Beatmungsgerätes aus 1 in einer Exspirationsphase,
5 eine Einzeldarstellung einer ersten Steuerscheibe,
6 eine Einzeldarstellung einer zweiten Steuerscheibe.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Beatmungsgerätes, Hubkolbenverdichters, Kolbens, der Inspirationsleitung, Exspirationsleitung, des Inspirationsventils, Exspirationsventils, der Antriebswelle, Steuerscheibe und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
In den 1-4 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Beatmungsgerätes bezeichnet. Das Beatmungsgerät 1 zur Beatmung eines Patienten mit einem Atemgas weist einen Hubkolbenverdichter 4 mit einem in einem bevorzugt zylindrischen Behälter 41 verfahrbaren Kolben 42 auf.
Ein solcher Hubkolbenverdichter 4 weist üblicherweise eine Öffnung zum Einlass des Atemgases auf, die durch ein Rückschlagventil 43 verschließbar ist und so bei Bewegung des Kolbens 42 in einer Inspirationsrichtung, bei der das Atemgas im Behälter 41 des Hubkolbenverdichters 4 über einen Behälterauslass 44 in eine Druckleitung 18 eingedrückt wird, sich automatisch schließt.
Als Atemgas kann dabei Außenluft eingesetzt werden. Denkbar ist aber auch, an dem mit Rückschlagventil versehenen Einlass einen Anschluss zur Zuführung wenigstens eines Gases oder Gasgemisches, insbesondere vom Sauerstoff vorzusehen, um dem Patienten beispielsweise zusätzlich oder ausschließlich Sauerstoff zuzuführen.
Der Behälter 42 ist, wie oben erwähnt, über den Behälterauslass 44 bevorzugt über die Druckleitung 18 mit einem Inspirationsventil 9 verbunden.
Dabei ist das andere Ende der Druckleitung 18 ist an einen Einlass 91 eines Inspirationsventils 9 zur Freigabe des Atemgasstroms in Richtung eines Zu- und Abführungsstückes 5 angeschlossen.
Denkbar ist auch, das Inspirationsventil 9 direkt am Behälter 42 anzubringen.
Das Zu- und Abführungsstück 5 dient dabei der Zuführung und Abführung des Atemgases in bzw. aus einem Atemweg des Patienten.
Zwischen einem Auslass 93 des Inspirationsventils 9 und dem Zu- und Abführungsstück 5 ist eine weitere, hier als Inspirationsleitung 6 bezeichnete Druckleitung angeschlossen.
Die Inspirationsleitung 6 unterscheidet sich dabei von der Druckleitung 18 nicht unbedingt baulich, sondern dadurch, dass innerhalb der Inspirationsleitung 6 stets der auch in den Atemwegen des Patienten vorherrschende Druck anliegt, während in der Druckleitung 18 aufgrund der Abtrennung derselben von der Inspirationsleitung 6 der auch im Behälter 41 vorherrschende Druck anliegt.
Das Zu- und Abführungsstück 5 kann beispielsweise als Ein- und Auslass einer Atemmaske ausgebildet sein, die auf Mund und Nase des zu beatmenden Patienten aufsetzbar ist.
Sowohl das Zu- und Abführungsstück 5 als auch die Druckleitung 18, die Inspirationsleitung 6 und die Exspirationsleitung 7 können dabei Bestandteile des Beatmungsgerätes 1 sein.
Denkbar ist aber auch eine Variante des Beatmungsgerätes 1 ohne die Bauteile Zu- und Abführungsstück 5, Druckleitung 18, Inspirationsleitung 6 und Exspirationsleitung 7, die zum Gebrauch des Beatmungsgerätes 1 an dieses nachträglich angeschlossen werden können.
An dieses Zu- und Abführungsstück 5 ist außerdem eine Exspirationsleitung 7 angeschlossen, die in ein Exspirationsventil 10 mündet, über das bei geöffnetem Exspirationsventil 10 die ausgeatmete Luft in die Umgebung abführbar ist.
Das Exspirationsventil 10 ist in einer vorteilhaften Ausführungsvariante noch mit einem Filter versehen oder ein solcher Filter ist dem Exspirationsventil nachgeschaltet, um mit dem exhalierten Atemgas transportierte Keime oder Viren nicht in die Außenluft oder in dahinter liegende Geräteteile zu verströmen.
Der Kolben 42 ist, wie in den 3 und 4 dargestellt ist, indirekt mit einer Antriebswelle 3 gekoppelt. Denkbar ist auch eine direkte Anbindung des Kolbens 42 an die Antriebswelle 3.
Die Kupplung ist dabei derart gestaltet, dass die Rotationsbewegung der Antriebswelle 3 um ihre Längsachse in eine Translationsbewegung des Kolbens 42 im Behälter 41 überführt wird.
Die Menge des in die Druckleitung 18 gedrückten Atemgases ist dabei abhängig vom Hub des Kolbens 42 im Behälter 41. Dieser Hub ist dabei abhängig von der Verbindung einer Kolbenstange 45 des Kolbens 42 an die Antriebswelle 3.
Bei der hier gezeigten Ausführungsvariante ist, wie in 2 gut zu erkennen ist, der Kolben 42 über einen Exzenter 8 mit der Antriebswelle 3 gekoppelt. Je nach Anbindung der Kolbenstange 45 am Exzenter 8, sprich der radialen Position der Kolbenanbindung 83 an einer Scheibe 81 des Exzenters 8 relativ zur Rotationsachse der Scheibe 81 kann der Kolbenhub so beeinflusst werden.
Bei der hier gezeigten Ausführungsvariante ist die Kolbenstange 45 variabel am Exzenter 8 anbringbar, so dass der Kolbenhub damit in einfacher Weise variabel einstellbar ist. Der Kolbenhub erhöht sich dabei mit zunehmendem radialem Abstand von der Drehachse der Scheibe 81 des Exzenters 8, die gleich der Drehachse der Antriebswelle 3 ist.
Das bevorzugte Atemgas-Fördervolumen beträgt zwischen 350ml und 800ml.
Die oben genannten Leitungsverbindungen der genannten Bauteile durch die Druckleitung 18, die Inspirationsleitung 6 und die Exspirationsleitung 7 können dabei als biegesteife Metallleitungen oder bevorzugt als Schlauchverbindungen ausgebildet sein.
Ist das Inspirationsventil 9 geöffnet, kann der Gasstrom durch die Inspirationsleitung 6 in Richtung des Zu- und Abführungsstücks 5 strömen und so das Atemgas dem Patienten zugeführt werden.
Ist das Exspirationsventil 10 geöffnet, kann das Atemgas aus der Lunge des Patienten über das Zu- und Abführungsstück 5 und die Exspirationsleitung 7 abgegeben werden.
Dementsprechend ist bei einem Inspirationsvorgang das Inspirationsventil 9 geöffnet und das Exspirationsventil 10 geschlossen, während beim Exspirationsvorgang das Exspirationsventil 10 geöffnet und das Inspirationsventil 9 geschlossen ist.
Zur exakten Steuerung des Inspirationsventils 9 und des Exspirationsventils 10 sind auf der Antriebswelle 3 Steuerscheiben 11, 12 angeordnet.
Die Antriebswelle 3 dient damit sowohl dem Antrieb des Kolbens 42 des Hubkolbenverdichters 4 als auch der Steuerung des Inspirationsventils 9 und des Exspirationsventils 10.
Beispielhafte Ausführungsvarianten solcher Steuerscheiben 11, 12 sind in den 5 und 6 dargestellt.
Beide Steuerscheiben 11, 12 weisen jeweilige Wellenaufnahmen 112, 122 auf, zur drehfesten Lagerung der Steuerscheiben 11, 12 auf der Antriebswelle 3.
Denkbar ist auch, die Steuerscheiben 11, 12 in Rotationsrichtung der Antriebswelle verstellbar an der Antriebswelle 3 festzulegen. Dies ermöglicht insbesondere, den Druck des in die Druckleitung 18 und anschließend in die Inspirationsleitung 6 eingeleiteten Atemgases sowie den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Inspirationsventils 9 und Exspirationsventils 10 zu variieren.
Beispielsweise führt ein später eingeleitetes Öffnen des Inspirationsventils 9, eingestellt durch Verschieben der Steuerscheibe 11 in Rotationsrichtung der Antriebswelle 3, zu einer Druckerhöhung im Behälter 41 und im Druckschlauch 18 bei sich in Kompressionsrichtung K bewegendem Kolben 42 bei gleichzeitig noch geschlossenem Inspirationsventil 9.
Des Weiteren weisen die Steuerscheiben 11, 12 jeweilige Erhöhungen 111, 121 auf, die der Betätigung des Inspirationsventils 9 bzw. des Exspirationsventils 10 dienen.
Anstelle solcher Erhöhungen 111, 121 sind auch Vertiefungen denkbar, die dann in einem anderen Winkelbereich des Außenumfangs der Steuerscheibe angeformt wären.
Nach einer weiteren (hier nicht dargestellten) Ausführungsvariante sind an wenigstens eine der Steuerscheiben 11, 12 Steuerelemente mit an diesem angeformten Steuerkurven lösbar angebracht. Die Steuerscheibe ist dazu bevorzugt als Kreisscheibe ausgeführt mit Kupplungsstellen zur Ankopplung des Steuerelements oder mehrerer Steuerelemente mit jeweiligen Steuerkurven. Dadurch kann eine individuelle Einstellung der Ventilsteuerung vorgenommen werden.
Denkbar ist dabei, ein vorgefertigtes Set von Steuerelementen als Teil des Beatmungsgerätes vorzuhalten.
Bei der hier gezeigten Ausführungsvariante weist das Inspirationsventil 9 und das Exspirationsventil 10 jeweils einen sich in Richtung der jeweiligen Steuerscheibe 11, 12 erstreckenden Stößel 92, 102 auf.
Die Erhöhung 111 der der Steuerung des Inspirationsventils 9 dienenden Steuerscheibe 11 ist dabei so geformt, dass der Stößel 92 des Inspirationsventils 9 während eines vorbestimmten Drehwinkels der Antriebswelle 3 in die das Inspirationsventil 9 öffnende Stellung gedrückt wird.
Bei diesem Drehwinkel erfolgt gleichzeitig eine Bewegung des Kolbens 42 in Kompressionsrichtung K, wie es in 3 dargestellt ist, durch die das Atemgas aus dem Behälter 41 in die Druckleitung 18 gedrückt wird.
Die Erhöhung 111 ist dabei so geformt, dass das Inspirationsventil 9 schließt, bevor der Kolben 42 seinen unteren Totpunkt erreicht und sich anschließend in Dekompressionsrichtung D zurückbewegt.
Während des Inspirationsvorgangs ist, wie in 3 dargestellt, das Exspirationsventil 10 geschlossen.
Ist der Inspirationsvorgang abgeschlossen, ist das Inspirationsventil 9 geschlossen, so dass kein Atemgas aus dem Zu- und Abführungsstück 5 über die Inspirationsleitung 6 gesaugt werden kann.
Beim anschließenden Exspirationsvorgang wird das Exspirationsventil 10 mithilfe der Steuerscheibe 12 während eines vorbestimmten Drehwinkels der Antriebswelle 3 durch die Erhöhung 121 geöffnet und ermöglicht so ein Abführen des Atemgases aus der Lunge des Patienten über die Exspirationsleitung 7. In dieser Phase ist der Umfangsrand der das Inspirationsventil 9 steuernden Steuerscheibe 11 außer Eingriff mit dem Stößel 92 des Inspirationsventils 9 oder erstreckt sich in radialer Richtung nur so weit, dass das Inspirationsventil 9 geschlossen ist.
Denkbar ist auch, das Inspirationsventil 9 und/oder das Exspirationsventil 10 so auszubilden, dass durch Einfahren des Stößels ein Schließen des jeweiligen Ventils bewirkt wird. Dementsprechend sind dann anstelle der Erhöhungen 111, 121 Vertiefungen an der jeweiligen Steuerscheibe 11, 12 angeformt.
Das Inspirationsventil 9 wird bevorzugt erst nach einer geringen Hubbewegung des Kolbens 42 in Kompressionsrichtung K geöffnet, um das Atemgas mit einem leichten Überdruck in die Inspirationsleitung 6 zu drücken.
Wie in 1 des Weiteren zu erkennen ist, sind auf der Antriebswelle 3 bevorzugt mehrere Steuerscheiben 11 zur Steuerung des Inspirationsventils 9 und mehrere Steuerscheiben 12 zur Steuerung des Exspirationsventils 10 angeordnet.
Die jeweiligen Steuerscheiben 11 und 12 unterscheiden sich dabei in der Ausgestaltung der Erhöhung 111 und ermöglichen so kürzere bzw. längere Öffnungsdauern des jeweiligen Inspirationsventils 9 bzw. Exspirationsventils 10.
Die Ankopplung der jeweiligen Steuerscheiben 11, 12 an das Inspirationsventil 9 und Exspirationsventil 10 erfolgt dabei gemäß der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsvariante durch Anordnung des Inspirationsventils 9 und Exspirationsventils 10 auf einem Rangiergehäuse 17, so dass das Inspirationsventil 9 und das Exspirationsventil 10 in einfacher Weise an die gewünschten Steuerscheiben 11, 12 ankoppelbar sind.
Denkbar sind dabei die Ausformung der Steuerscheiben 11, 12 dergestalt, dass damit Verhältnisse von Inspirationsdauer zu Exspirationsdauer von beispielsweise 1 zu 1, 1 zu 1,5, 1 zu 2, 1 zu 2,5 bzw. 1 zu 3 einstellbar sind.
Eine bevorzugt eingestellte Atemfrequenz beträgt zwischen 10 und 30 Inspirations- und Exspirationsvorgänge pro Minute.
Wie in den 1, 3 und 4 des Weiteren dargestellt ist, ist das Inspirationsventil 9 mit einem Überdruckventil 13 versehen.
Damit wird verhindert, dass das Atemgas mit zu großem Druck in die Atemwege des Patienten eingedrückt wird. Das Überdruckventil 13 ist dabei bevorzugt an einem gewünschten vorbestimmten Überdruck einstellbar ausgebildet. Das Überdruckventil 13 ist dabei bevorzugt in einem Bereich von 20mbar bis 50mbar einstellbar ausgebildet.
Um zu verhindern, dass beim Exhalieren ein vorbestimmter Mindestdruck nicht unterschritten wird, ist das Exspirationsventil 10 bevorzugt mit einem Mindestdruckventil 14 versehen, welches sich bei Unterschreitung des voreingestellten Mindestdrucks schließt.
Das Mindestdruckventil 14 ist dabei bevorzugt in einem Bereich von 2mbar bis 10mbar einstellbar ausgebildet.
Zur einfachen Überprüfung des anliegenden Druckes des Atemgases ist an der Inspirationsleitung 6 ein Manometer 16 angeschlossen.
Bei einer Ausführungsvariante, bei der die Inspirationsleitung 6 oder das Zu- und Abführungsstück 5 nicht über ein Rückschlagventil verfügt, welches zusätzlich ein Abführen von Atemgas über die Inspirationsleitung 6 verhindert, kann durch dieses an der Inspirationsleitung 6 angeschlossene Manometer 16 sowohl der anliegende Druck in der Inspirationsleitung 6 als auch in der Exspirationsleitung 7 überprüft werden.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante, bei der die Inspirationsleitung 6 über ein solches Rückschlagventil verfügt, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante auch an der Exspirationsleitung 7 ein Manometer (nicht gezeigt) angeschlossen.
Die Antriebswelle 3 ist, wie in 1 dargestellt, vorzugsweise motorisch antreibbar, insbesondere über einen Elektromotor, der bevorzugt über Gleichstrom betrieben werden kann, zu dessen Betrieb eine Gleichstromquelle, beispielsweise eine Kraftfahrzeugbatterie eingesetzt werden kann.
Denkbar ist auch, die Antriebswelle 3 manuell anzutreiben. Dazu kann an der Antriebswelle 3 beispielsweise eine Handkurbel angeschlossen werden, über die die Antriebswelle 3 antreibbar ist.
Auch durch Variation der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle 3 ist die Frequenz der Beatmungsvorgänge in einfacher Weise steuerbar.
Das Inspirationsventil 9, das Exspirationsventil 10, der Exzenter 8, die Steuerscheiben 11, 12 und die Antriebswelle 3 sind bevorzugt aus Edelstahl gefertigt, was eine leichte Reinigung und Desinfektion der Bauteile ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1: Beatmungsgerät
2: Motor
3: Antriebswelle
4: Hubkolbenverdichter
41: Behälter
42: Kolben
43: Rückschlagventil
44: Auslass
45: Kolbenstange
5: Zu- und Abführungsstück
6: Inspirationsleitung
7: Exspirationsleitung
8: Exzenterscheibe
81: Scheibe
82: Verstellnut
83: Kolbenanbindung
9: Inspirationsventil
91: Einlass
92: Stößel
93: Auslass
10: Exspirationsventil
101: Einlass
102: Stößel
11: Steuerscheibe
111: Erhöhung
112: Wellenaufnahme
12: Steuerscheibe
121: Erhöhung
122: Wellenaufnahme
13: Überdruckventil
14: Mindestdruckventil
15: Montageboden
16: Manometer
17: Rangiergehäuse
18: Druckleitung
K: Kompressionsrichtung
D: Dekompressionsrichtung

Claims

Beatmungsgerät (1) zur Beatmung eines Patienten mit einem Atemgas, aufweisend - einen Hubkolbenverdichter (4) mit einem in einem Behälter (41) verfahrbaren Kolben (42) und einer durch ein Rückschlagventil (43) verschließbaren Zuführöffnung für das einzuatmende Atemgas, - ein Inspirationsventil (9), - ein Exspirationsventil (10), - wobei der Behälter (41) fluidisch mit dem Inspirationsventil (9) verbunden ist, - wobei das Inspirationsventil (9) einen Auslass (93) zum Anschluss einer Inspirationsleitung (6) aufweist, - wobei das Exspirationsventil (10) einen Einlass (101) zum Anschluss einer Exspirationsleitung (7) aufweist, - wobei der Kolben (42) direkt oder indirekt mit einer Antriebswelle (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass - auf der Antriebswelle (3) wenigstens eine Steuerscheibe (11, 12) zu Steuerung des Inspirationsventils (9) und des Exspirationsventils (10) angeordnet ist.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zu- und Abführungsstück (5) zur Zuführung und Abführung des Atemgases in/aus einem Atemweg des Patienten, wobei das Zu- und Abführungsstück (5) über die Inspirationsleitung (6) an das Inspirationsventil (9) und über die Exspirationsleitung (7) an das Exspirationsventil (10) anschliessbar ist.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens eine der Steuerscheiben (11, 12) zur Steuerung des Inspirationsventils (9) und mindestens eine der Steuerscheiben (11, 12) zur Steuerung des Exspirationsventils (9) vorgesehen sind.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Steuerscheibe mit wenigstens zwei Steuerkurven zur Steuerung des Inspirationsventils (9) und des Exspirationsventils (9) vorgesehen ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenrand der wenigstens einen Steuerscheibe (11, 12) zur Ansteuerung des Inspirationsventils (9) und des Exspirationsventils (9) ausgebildet ist.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrand der Steuerscheiben (11, 12) mit Erhöhungen (111, 121) oder Vertiefungen versehen ist, wobei jeweilige Schaltelemente zum Öffnen bzw. Verschließen des Inspirationsventils (9) und des Exspirationsventils (9) durch Rotation der Steuerscheiben (11, 12) zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand schaltbar sind.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens eine der Steuerscheiben (11, 12) Steuerelemente mit an diesem angeformten Steuerkurven lösbar angebracht sind.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Inspirationsventil (9) steuernde Steuerscheibe (11) derart geformt ist, dass eine Öffnung des Inspirationsventils (9) ausschließlich erfolgt, wenn der Kolben (42) sich in Kompressionsrichtung (K) bewegt.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich zwischen dem Inspirationsventil (9) und dem Zu- und Abführungsstück (5) ein Überdruckventil (13) vorgesehen ist.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (13) in das Inspirationsventil (9) integriert ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Exspirationsventil (10) ein Mindestdruckventil (14) vorgesehen ist, zur Beibehaltung eines voreingestellten Mindestdruckes des exhalierten Atemgases.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mindestdruckventil (14) in das Exspirationsventil (10) integriert ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle (3) mehrere Steuerscheiben (11) zur Steuerung des Inspirationsventils (9) und mehrere Steuerscheiben (12) zur Steuerung des Exspirationsventils (10) angeordnet sind.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Inspirationsleitung (6) ein Manometer (16) angeschlossen ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspirationsleitung (6) oder das Zu- und Abführungsstück (5) ein Rückschlagventil aufweist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Exspirationsleitung (7) ein Manometer angeschlossen ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (42) über einen Exzenter (8) mit der Antriebswelle (3) gekoppelt ist.
Beatmungsgerät (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (8) als Exzenterscheibe ausgebildet ist, an der ein Kolbenanschlussstück des Kolbens (42) zur Einstellung eines Hubs des Kolbens (42) radial verstellbar festlegbar ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) motorisch oder handbetätigt antreibbar ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Steuerscheibe (11, 12) in Rotationsrichtung verstellbar an der Antriebswelle (3) festlegbar ist.
Beatmungsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Zuführöffnung für das einzuatmende Atemgas ein Anschluss zur Zuführung wenigstens eines Gases oder Gasgemisches, insbesondere vom Sauerstoff vorgesehen ist.